第三種電気主任技術者の過去問 令和3年度(2021年) 理論 問14
この過去問の解説 (2件)
ブリッジ回路の成立条件より
RX/R1 = R3/R2
なので
RX = R1 × R3 / R2 ・・・①
これが真値です。
問題文より、R1は0.01の誤差率なので測定値は1.01R1
同様にして、R2の測定値は0.99R2、R3の測定値は1.02R3
となります。
これを①に代入すると、
1.01R1 × 1.02R3 / 0.99R2
= 1.0406R1 × R3 / R2 = 1.0406RX となり、
0.04程度の誤差が発生します。
よって5が正解です。
ホイートストンブリッジの応用問題です。
ブリッジの平衡条件を表す式は、回路図より RXR2 = R1R3 となり、
RXを求めると
RX = R1R3/R2
となります。
このブリッジ回路における誤差率は εk = ΔRk/Rkで表されると定義されているため、
各抵抗における誤差は以下のとおりとなります。
ΔR1 = ε1R1 = 0.01R1
ΔR2 = ε2R2 = −0.01R2
ΔR3 = ε3R3 = 0.02R3
誤差を考慮したRXを求める式は、以下のようになります。
RX+ΔRX = (R1+ΔR1)(R3+ΔR3)/(R2+ΔR2)
= (R1+0.01R1)(R3+0.02R3)/(R2−0.01R2)
= 1.01R1×1.02×R3/0.99R2
≒ 1.04×R1R3/R2
= 1.04RX
= RX+0.04RX
【抵抗R2の誤差がマイナスであることに注意してください!】
R2のみ、誤差がマイナスとなっています。
これに気付かないままプラスで計算をしていくと、以下のような間違いとなってしまいます。
RX+ΔRX=(R1+ΔR1)(R3+ΔR3)/(R2+ΔR2)
=(R1+0.01R1)(R3+0.02R3)/(R2+0.01R2)
=1.01R1×1.02×R3/1.01R2
=1.02RX
=RX+0.02RX
選択肢にある「0.02」と誤答をすることになってしまうので十分に注意をしましょう。
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