第三種電気主任技術者(電験三種) 過去問
令和6年度(2024年)下期
問10 (理論 問10)

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問題

第三種電気主任技術者(電験三種)試験 令和6年度(2024年)下期 問10(理論 問10) (訂正依頼・報告はこちら)

図に示す回路において、スイッチSを閉じた瞬間(時刻t0)に点Aを流れる電流をI0[A]とし、十分に時間が経ち、定常状態に達したのちに点Aを流れる電流をI[A]とする。電流比I0/Iの値として、最も近いものを次のうちから一つ選べ。
ただし、コンデンサの初期電荷は零とする。
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この過去問の解説 (3件)

01

RC回路の過渡状態時と定常状態の時の電流比に関する計算問題です。

選択肢4. 2

◆スイッチSを閉じた瞬間(過渡状態)の電流I0を求めます

過渡状態時、コンデンサは短絡しているとみなせるので、合成抵抗R0

 

R0=6+{4✕12/(4+12)}

=6+48/16

=6+3

=9[Ω]

 

よって、電流I0

 

I0=E/R0

=E/9[A]

 

となります。

 

 

◆定常状態の電流Iを求めます

定常状態時、コンデンサは開放しているとみなせるので、合成抵抗Rは

 

R=6+12

=18[Ω]

 

よって、電流Iは

 

I=E/R

=E/18[Ω]

 

となります。

 

 

◆過渡状態時と定常状態時の電流比を求めます

 

I0/I=(E/9)/(E/18)

=18/9

=2

参考になった数5

02

過渡状態と定常状態のときの電流比を求める問題です。

選択肢4. 2

スイッチを閉じた瞬間のコンデンサは短絡と考えることができます。

また、十分な時間が経過した後では、開放と考えられます。

 

スイッチを閉じた直後の合成抵抗R0は、

R0=6+4×12/(4+12)=9[Ω]

となるので、点Aを流れる電流I0は、

I0=E/9[A]

で求めることができます。

 

次に十分時間が経過した定常状態では、

合成抵抗Rは、

R=6+12=18[Ω]

となるので、電流Iは、

I=E/18

と求められます。

 

以上より、電流比I0/Iは、

I0/I=(E/9)/(E/18)=2

となります。

参考になった数0

03

過渡状態を経て定常状態に達した時の電流値を求める問題です。

過渡状態での抵抗値はは、コンデンサの初期電荷が零なので単純に6+4×12/4+12₌9

定常状態になってからの抵抗値は、コンデンサは解放されている(並列の上部分は抵抗0)ので6+12₌18

よって、I0 /I₌E/9/E/18=2となります。

 

選択肢1. 0.5

誤:計算結果と異なる為に不正解となります。

選択肢2. 1

誤:計算結果と異なる為に不正解となります。

選択肢3. 1.5

誤:計算結果と異なる為に不正解となります。

選択肢4. 2

正:計算結果と合致するためにこれが正解となります。

選択肢5. 2.5

誤:計算結果と異なる為に不正解となります。

まとめ

過渡状態と定常状態のそれぞれの状態によっての電流値の違いを見る問題でした。

それぞれの状態でどのようになっているかを理解しておきましょう。

参考になった数0