第二種電気工事士 過去問
令和5年度下期 午前
問1 (一般問題 問1)
問題文
図のような直流回路で、a−b間の電圧[V]は。

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問題
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この過去問の解説 (3件)
01
正解は20Vです。
この問題で求める電圧というのは、a点とb点の電位の差のことを指します。
電位は、基準の0Vの位置から電流が流れる向きを追って調べます。
電位を追う時のポイントは以下の通りです。
・電源と抵抗を通過しない限り、電位の値は変わらない
・電源を通過する時は、電源電圧の値だけ電位が増える
・抵抗を通過する時は、電圧降下の値だけ電位が減る
解法は以下のようになります
①回路に流れる電流値を求める
②電位を追う
③2点の電位の差を計算して電圧を求める
それぞれの解説は以下の通りです。
①回路に流れる電流値を求める
図の回路の電源電圧は、100V電源が2個あるので200Vです。
直列回路の電流値は、オームの法則から電源電圧200Vを合成抵抗で割って求めます。
合成抵抗の値は、直列回路の場合、抵抗を全て足して求めるので、20Ω+30Ω=50Ωです。
これにより、回路に流れる電流値は以下のように4Aと計算できます。
200(V)÷50(Ω)=4A
②電位を追う
図のa点の電位は、アースに接続されているので0Vです。
電流はa点から見て図の上向きに流れるので、上向きに電位を追っていきます。
a点から上向きに進むと、100V電源を通過するので、20Ωの抵抗の手前まで電位は100Vです。
20Ωの抵抗を通過すると、電圧降下により電位の値が減少します。
電圧降下の値は以下の通りです。
20Ω(抵抗)×4A(電流)=80V(電圧降下の値)
ここから、抵抗を通過後の電位は100Vから80Vをひいた20Vと計算できます。
電源と抵抗を通過しない限り電位は変わらないので、b点の電位は20Vです。
③2点の電位の差を計算して電圧を求める
a点が0Vでb点が20Vなので、電位の差は20Vとなるので、a-b間の電圧は20Vになります。
a-b間の電圧は20Vなので不正解です。
a-b間の電圧が20Vと計算できるので正解です。
a-b間の電圧は20Vなので不正解です。
a-b間の電圧は20Vなので不正解です。
電位を追うポイントと解法の①から③をおさえておきましょう。
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02
図のように、直流電圧と抵抗が接続されている回路の、a点とb点間の電圧を求める問題です。
回路に流れる電流をiとすると、i は次のように求められます。
i = (100 [V]+100 [V])/(20 [Ω]+30 [Ω]) =4 [A]
bの点の電圧は、次のように求められます。
20 [Ω]抵抗の入口の電圧は、100 [V]です。
出口の電圧は、抵抗の電圧損失から、100 [V]-20 [Ω]×4 [A]=20 [V] です。
したがって、b点の電圧は、20 [V]です。
a点の電圧は、接地されていることから、0 [V]です。
したがって、a-b間の電圧は、20 [V]です。
誤
a-b間の電圧は、20 [V]で、10 [V]は誤りです。
正
a-b間の電圧は、20 [V]で、正解です。
誤
a-b間の電圧は、20 [V]で、30 [V]は誤りです。
誤
a-b間の電圧は、20 [V]で、40 [V]は誤りです。
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03
直流電源と抵抗で構成される
直列回路をオームの公式を用いて回答する問題です。
a点の電圧は接地されているので0Vになります。
20Ωの抵抗に流れる電流は100Vの電源が2つ、
20Ωと30Ωの抵抗が2つ直列に並んでいるので
I=(100+100)/(20+30)=4A
となります。
4Aの電流が流れているので20Ωの抵抗で
発生している電圧降下を求めます。
V=20×4=80V
20Ωの抵抗の入り口には100Vの電圧があり、
80Vの電圧降下が発生しているのでb点の電圧は
100ー80=20Vになります。
よってa-b間の電圧は
20-0=20Vになります。
不正解です。
計算間違いと思われます。
正解です。
不正解です。
計算間違いと思われます。
不正解です。
計算間違いと思われます。
オームの法則は電気系資格を受験する場合には
必須となるので、計算ミスに気を付けて解きましょう。
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