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第二種電気工事士の過去問 令和4年度上期 午前 一般問題 問1

問題

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図のような回路で、電流計Aの値が1Aを示した。このときの電圧計Vの指示値[V]は。
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( 第二種 電気工事士試験 令和4年度上期 午前 一般問題 問1 )

この過去問の解説 (3件)

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答えは(1)「16[V]」です。

オームの法則より、

8Ωの端子電圧は、8x2=16V

となります。

又、4Ωと4Ωの直列部の合成抵抗は、

4+4=8Ω

となりますので、こちらの電流は

16V/8Ω=2A

となります。

ここから、電流計の下部4Ωに流れる電流は、

16V/4Ω=4A

となります。

以上より、オームの法則より、Vの指示値は

4Ωx4A=16V

となります。

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正解は 1 の 16[V] です。

基本的な考え方としては

①並列は電圧が同じ、電流はばらける

②直列は電流が同じ、電圧はばらける

になります。

並列中央部分は R=8[Ω], I=1 [A] なので電圧は V=8×1=8[V]です。

すると並列上部も 8[V]なので R=4+4[Ω], V=8[V] なので電流は I=V/R=1[A]です。

同様に並列下部は V=8[V], R=4[Ω], I=8/4=2[A]です。

電流の合計は 1+1+2=4[A]になります。

右部分の抵抗に4[A]の電流が流れるので、電圧計の表示は 4[A]×4[Ω]=16[V]になります。

ちなみに電流計と電圧計も抵抗はあるのですが、電流計の抵抗はほぼない、電圧計の抵抗はかなり大きい、ので計算では無視することができます。

(電験三種ではこれらの抵抗も考慮して計算する問題が出てきます。)

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正解は 1 .16[V]。

並列回路にはそれぞれ同じ電圧がかかることから、電流の大きさは抵抗の大きさに反比例します。

並列接続の上側の抵抗値は、4Ω + 4Ω = 8Ωであることから、真ん中と同じ 1Aが流れていることがわかります。

並列接続の下側の抵抗値 4Ωは、8Ωの1/2の値であり、言い換えると電流は2倍流れやすいと考えられることから、電流値は 2Aと導き出せます。

分流の考え方から、並列接続部分にかかるそれぞれの電流値を足すと、1A + 1A + 2A = 4Aとなり、この回路には 4Aが流れていることがわかります。

オームの法則 E=IRにあてはめると、電圧計Vの指示値[V]は以下のようになります。

E=IR=4A × 4Ω=16[V]

よって、1 .16[V]が正解となります。

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