2級電気工事施工管理技士の過去問
令和3年度(2021年)前期
1 問3

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問題

2級 電気工事施工管理技術検定試験 令和3年度(2021年)前期 1 問3 (訂正依頼・報告はこちら)

図に示す回路において、回路全体の合成抵抗と電流I2の値の組合せとして、正しいものはどれか。
ただし、電池の内部抵抗は無視するものとする。
問題文の画像
  • 合成抵抗:10Ω  電流I2:4A
  • 合成抵抗:10Ω  電流I2:6A
  • 合成抵抗:29Ω  電流I2:4A
  • 合成抵抗:29Ω  電流I2:6A

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この過去問の解説 (3件)

01

正解は「 合成抵抗:10Ω 電流:6A」です。

合成抵抗R[Ω]は次のように計算できます。

R=4+((10×15)/(10+15))=10[Ω]

回路上の電流I1[A]、I2[A]はそれぞれ、オームの法則と分流の公式により次のように計算できます。

I1=100/10=10[A]

I2=10×(15/(10+15))=6[A]

選択肢1. 合成抵抗:10Ω  電流I2:4A

誤りです。

選択肢2. 合成抵抗:10Ω  電流I2:6A

正しいです。

選択肢3. 合成抵抗:29Ω  電流I2:4A

誤りです。

選択肢4. 合成抵抗:29Ω  電流I2:6A

誤りです。

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02

合成抵抗について

10 [Ω]と15 [Ω]は並列になっているため合成抵抗は、次のようになります。

(10 × 15)/(10 + 15) [Ω] = 6 [Ω]

4 [Ω] と 合成抵抗 6 [Ω]は、直列になるため、

回路全体の合成抵抗は、4 [Ω] + 6 [Ω] = 10 [Ω] です。

電流 I2 [A] について

初めに、電流 I1 [A] は、I1 [A] = 100 [V]/10 [Ω] = 10 [A] です。

100 [V] 電源、抵抗 4 [Ω]、抵抗10 [Ω] で構成される閉回路に、キルヒホッフの第2法則を当てはめると、次のようになります。

10 [A] × 4 [Ω] + I2 [A] × 10 [Ω] = 100 [V]

したがって、I2 [A] =60 [V]/10 [Ω] =6 [A]

選択肢1. 合成抵抗:10Ω  電流I2:4A

× 誤りです。

選択肢2. 合成抵抗:10Ω  電流I2:6A

 正解です。

選択肢3. 合成抵抗:29Ω  電流I2:4A

× 誤りです。29Ωは、10Ωと15Ωを直列と勘違いした結果です。

選択肢4. 合成抵抗:29Ω  電流I2:6A

× 誤りです。

まとめ

<参考>

キルヒホッフの第2法則は、任意の閉回路では、起電力の和と電圧降下の和が等しくなるという補足です。試しに、10Ωと15Ωで構成される閉回路を見ると、I3 は、4 [A]ですから、6 [A] × 10 [Ω] = 4 [A] × 15 [Ω] となります。

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03

回路全体の合成抵抗と電流の問題です。

並列になっている部分の合成抵抗r1は、

r1=1/(1/10+1/15)=6Ω

したがって、回路全体の合成抵抗r2は

r2=4+6=10Ω

回路全体の電流I1は

I1=100/10=10A

となります。

I2は抵抗の逆比に案分されるので、

I2=10×15/(10+15)=6A

となります。

選択肢1. 合成抵抗:10Ω  電流I2:4A

✕ 誤りです。

選択肢2. 合成抵抗:10Ω  電流I2:6A

〇 正しいです。

選択肢3. 合成抵抗:29Ω  電流I2:4A

✕ 誤りです。

選択肢4. 合成抵抗:29Ω  電流I2:6A

✕ 誤りです。

まとめ

オームの法則の基本的な問題です。

正しく応用できるようにしましょう。

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