しまじろうの資産運用

☆しまじ☆が資産運用をしていくブログです。アメリカ株をメインとして、ETFと個別株に投資。資産を増やしています。

2017年(平成29年)下期 筆記試験 問1【第2種電気工事士 過去問 解説】

f:id:shimajirou37:20180519211237j:plain

 こんにちは、しまじです (^_-)-☆ 

 第2種電気工事士試験合格への道、過去問を解いていきましょう~。2017年下期筆記試験の問題、問1になります。

 目次

 

問題 問1

 図のような直流回路で、a-b間の電圧[V]は。

f:id:shimajirou37:20180519211714j:plain

イ.20  ロ.30  ハ.40  ニ.50

 

解き方

 まずは、回路全体に流れる電流I(A)を計算していきます。分かり易くするために、100(V)の電源2つをまとめて200(V)とし、接地アースを省略すると、

f:id:shimajirou37:20180519212804j:plain

 のような回路になります。単純な直流回路ですね。では、流れる電流I(A)を計算していきましょう。上の回路には、抵抗が2つあります。40(Ω)と60(Ω)です。いくつかの抵抗をまとめて1つにする事を、合成抵抗といいます。この合成抵抗の求め方には、直列接続した場合と、並列接続した場合において、次の計算式で求めることができます。

  • 直列接続 R=R_{1}+R_{2}
  • 並列接続 R=\frac{1}{\frac{1}{R_{1}}+\frac{2}{R_{2}}}=\frac{R_{1} \times R_{2}}{R_{1}+R_{2}}

 今回は、直列接続なので、2つの抵抗値を足して合成抵抗R(Ω)を求めます。

  R=40(Ω)+60(Ω)=100(Ω)

 回路全体の電圧が、200(V)なので、流れる電流I(A)は、オームの法則を使って、

  • オームの法則 I=\frac{V}{R}

  I=\frac{V}{R}=\frac{200(V)}{100(Ω)}=2(A)

 より、2(A)と求めることができます。

  続いて、問題の回路のうち、上半分だけに注目して見ていきます。 

f:id:shimajirou37:20180519215027j:plain

 の部分です。見やすいように、向きを変えてみましょう。

f:id:shimajirou37:20180519220151j:plain

 となります。

 この時、40(Ω)にかかる電圧Vと、a-b間にかかる電圧V_{ab}の合計は100(V)となります。

  100(V)=V(V)+V_{ab}(V)

回路に流れる電流値がわかっているので、オームの法則を使って、電圧Vを求めます。

  V=2(A)\times40(Ω)=80(V)

これより、a-b間にかかる電圧は、

  V_{ab}=100(V)-80(V)=20(V)

と求めることができました。

解答

イ.20

 

もう一つの解き方

 この問題には、もう1つの解き方があります。回路全体に流れる電流が2(A)であることを求めた後、問題の回路の上半分に注目しましたが、下半分に注目した場合についての解き方になります。

 では、下半分の回路について、分かり易く向きを変えてみます。

f:id:shimajirou37:20180519221323j:plain

 のような回路になります。

 この時、a-b間にかかる電圧V_{ab}と、60(Ω)にかかる電圧Vとの合計が100(V)になります。

  100(V)=V_{ab}(V)+V(V)

回路に流れる電流値がわかっているので、オームの法則を使って、電圧Vを求めます。

  V=2(A)\times60(Ω)=120(V)

これより、a-b間にかかる電圧は、

  V_{ab}=100(V)-120(V)=-20(V)

と求めることができます。20(V)にマイナスがついています。これは、先ほどの上側の回路に対して、電気の流れが逆向きになっているので、マイナスがつきます。電位差としては、同じ20(V)ということです。

 

 追記として、電源100(V)のマイナス側は、接地されており電圧0(V)であり、端子bにおける電圧は、大地に対して120(V)の電圧差があるといえます。電源は100(V)なので、ab間の電圧は20(V)となります。 

 

まとめ

 問1についての解き方でした。電気に関する基礎理論を、理解しているかどうかがカギになる問題でしたねっ

 それでは