問題
図のような直流回路において,電源から流れる電流は20Aである。図中の抵抗Rに流れる電流IR[A]は。
答え
イ.0.8
ロ.1.6
ハ.3.2
ニ.16
『出典:平成30年度第一種電気工事士筆記試験(問2)』
解説
正解は「イ.0.8」です。
この問題のポイントは、オームの法則の活用についてです。
与えられた数値から、必要な答えを求めましょう。
色々な導き方がありますが、ここでは一番簡単な方法で解説します。
ボルベア
柔軟な考え方で答えを求めよう!
解き方
抵抗Rにかかる電圧を求める
問題の回路は、左の2Ωの抵抗とそれ以外の抵抗(2Ω、10Ω、R)の直列回路となっています。
2Ωにかかる電圧をV1として、それ以外の抵抗にかかる電圧をV2とします。すると次の式が成り立ちます。
\(V=V_1+V_2\)
また電圧V1はオームの法則で求められます。
\(V_1=IR\\~~~~=20\times2\\~~~~=40[V]\)
よって電圧V2は次のようになります。
\(V_2=V-V_1\\~~~~=72-40\\~~~~=32[V]\)
電流IRを求める
回路全体の電流Iは20Aとなっています。
よって並列接続された抵抗(2Ω、10Ω、R)、それぞれに流れる電流の合計が20Aとなります。
まずは2Ωと10Ωに流れる電流を求めます。
2Ωに流れる電流をI1、10Ωに流れる電流をI2とします。また電圧は先ほど求めた電圧V2を使用します。
\(I_1=\Large{\frac{V_2}{2}}\\~~~~=\Large{\frac{32}{2}}\\~~~~=16[A]\)
\(I_2=\Large{\frac{V_2}{10}}\\~~~~=\Large{\frac{32}{10}}\\~~~~=3.2[A]\)
次に電流IからI1とI2を引いて、抵抗Rに流れる電流IRを求めます。
\(I_R=I-I_1-I_2\\~~~~=20-16-3.2\\~~~~=0.8[A]\)
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