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第三種電気主任技術者の過去問 平成29年度(2017年) 理論 問10

問題

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図のように、電圧E[V]の直流電源に、開いた状態のスイッチS、R1[Ω]の抵抗、R2[Ω]の抵抗及び電流が0Aのコイル(インダクタンスL[H])を接続した回路がある。次の文章は、この回路に関する記述である。

1  スイッチSを閉じた瞬間(時刻t=0s)にR1[Ω]の抵抗に流れる電流は、(ア)[A]となる。
2  スイッチSを閉じて回路が定常状態とみなせるとき、R1[Ω]の抵抗に流れる電流は、(イ)[A]となる。

上記の記述中の空白箇所(ア)及び(イ)に当てはまる式の組合せとして、正しいものを次の( 1 )~( 5 )のうちから一つ選べ。
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( 第三種 電気主任技術者試験 平成29年度(2017年) 理論 問10 )
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この過去問の解説 (3件)

2

正解:【1】

1の記述内容は、スイッチを閉じた瞬間の電流についてです。

コイルは電流の急な変化に反発する性質があります。そのためスイッチを閉じた直後、コイルに流れる電流は0 Aで、すべて抵抗R2に流れます。

そのため、電源Eの負荷は R1 + R2 となり、流れる電流は

 I(t=0) = E / (R1 + R2)

となります。

2の記述内容は、定常状態の電流についてです。

定常状態において、抵抗ロスがないコイルを想定した場合、電流はすべてコイルに流れ、コイルはR2を短絡する形になります。

そのため、電源Eの負荷はR1となり、流れる電流は

 I(定常) = E / R1

となります。

以上により、選択肢の【1】が正解となります。

付箋メモを残すことが出来ます。
1
スイッチSを閉じた直後(時刻t=0)のインダクタンスLは解放状態となるので、電流Iは

I=E/(R1+R2)

となります。回路が定常状態の時、インダクタンスLは短絡状態となるので、電流Iは

I=E/R1

以上により、選択肢の【1】が正解となります。

0
スイッチを閉じた瞬間、コイルは電流を流すまいとします
(すなわち解放とみなせます)。

したがって、スイッチSを閉じた瞬間に
R1の抵抗に流れる電流は下記のとおりです。

 E/(R1+R2)

次に、スイッチを閉じて時間が経過すると、
コイルは徐々に電流を流すようになり、
定常状態では、コイルを短絡とみなせます。

したがって、スイッチSを閉じて回路が定常状態と
みなせるとき、R1の抵抗に流れる電流は下記のとおりです。

 E/R1

よって、この問題の回答は【1】となります。

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