第二種電気工事士の過去問
令和5年度下期 午前
一般問題 問6

bb‘－cc’ 間では線抵抗分の電圧降下があります。線抵抗分の電圧降下は、配線が往復分ありますので、片道の2倍になります。

電圧降下＝0.1 [Ω]×5 [A] ×2＝ 1 [V]

aa‘－bb‘ 間での線抵抗分の電圧降下は、次のようになります。

このとき、a－b間を流れる電流は、b－b‘を流れる電流と、b－c間を流れる電流の和、5 [A]＋5 [A]＝10 [A]となります。(キルヒホッフの法則から)

電圧降下＝ 0.05 [Ω]×10 [A] ×2＝ 1 [V]

c－c’ に掛かる電圧は 100 [V]ですので、a－a‘ の電圧から線抵抗分の電圧降下によって、100 [V]になったと考えられます。

したがって、a－a‘ の電圧は、次となります。

100＋１＋1 ＝102 [V]

a−a’間の電圧とは、aとa’の電位差のことです。

電位差は、回路にある抵抗の電圧降下により生じます。

よって、a-a’間の電圧は、a-a’間にある全抵抗の電圧降下の合計です。

途中bで分岐していますが、経路b→b’でも経路b→c→c’→b’であっても、始まりがb点で終わりがb’点と2点のポイントが一致しています。

このように2点のポイントが一緒であれば、経路に関係なく電圧降下の値は同じです。

この問題では、c-c’間の電圧降下が100Vと分かっている経路b→c→c’→b’を使用します。

また、a−b間とa’-b’間を流れる電流は、分岐経路に流れる電流の合計と等しいので、どちらも10Aです。

よって、今回のa−a’間の電圧は以下のように計算できます。

a-b間の電圧降下：0.05Ω×10A=0.5V

b-c間の電圧降下：0.1Ω×5A＝0.5V

c-c’間の電圧降下：100V

b’-c’間の電圧降下：0.1Ω×5A=0.5V

a’-b’間の電圧降下：0.05Ω×10A=0.5V

合計　　　　　　：102V

従って、a−a’間の電圧は102Vです。

1.r2で発生する電圧降下を計算します。
　右側の抵抗負荷に5Aに流れているので、
　直列に並んでいるr2にも5A流れています。
　よって電圧降下は
　r2×I=0.1Ω×5=0.5V　となります。

2.b-b'間の電圧を計算します。

　r2は右側の抵抗負荷の上下にあるので、
　b-b'間の電圧は
　100V+0.5V+0.5V=101V　となります。

3.r1で発生する電圧降下を計算します。
　並列に並んでいる抵抗負荷にそれぞれ
　5Aが流れているのでr1に流れる電流は
　5A+5A=10A　となります。
　よってr1で発生する電圧降下は
　r1×I=0.05Ω×10A=0.5V　となります。

4.最後にa-a'間の電圧を計算します。
　b-b'間の電圧が101Vなので
　101V+0.5V+0.5V=102V　となります。