今回は平成20年度 理論科目 A問題10を解説します。RL直列回路でスイッチを閉じた直後の、電流・抵抗の端子電圧・コイルの端子電圧の時間変化の組合せを選ぶ問題です。
投入直後はコイルが電流を妨げて電流0、時間とともにコイルが短絡に近づき電流はE/Rへ増加します。電流に伴い抵抗電圧は上昇、コイル電圧はEから低下します。
出題のポイント
目次
平成20年度 理論科目 A問題10：問題文と選択肢
まずは、実際の試験問題を確認してみましょう。
電験3種 理論科目 【電気回路（過渡現象）】 平成20年度 A問題10
開いたスイッチS、抵抗R〔Ω〕、インダクタンスL〔H〕のコイル、直流電源E〔V〕からなる直列回路がある。スイッチSを閉じた直後の過渡現象において、回路に流れる電流、抵抗の端子電圧、コイルの端子電圧の時間的変化として正しい組合せを、次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
回路電流 抵抗電圧 コイル電圧 (1) 大きくなる 低下する 上昇する (2) 小さくなる 上昇する 低下する (3) 大きくなる 上昇する 上昇する (4) 小さくなる 低下する 上昇する (5) 大きくなる 上昇する 低下する
ポイント解説：RL投入後は電流E/Rへ増加、抵抗電圧上昇・コイル電圧低下
RL直列にスイッチを閉じると、コイルが電流の急変を妨げるので電流は0から始まり、時間とともにE/Rへ増加します。
電流i＝(E/R)(1−e−t/τ)。抵抗電圧vR＝iRは0→Eへ上昇、コイル電圧vL＝E−vRはE→0へ低下します。
問題の解説
STEP1 回路電流
投入直後i＝0（コイルが妨げる）→E/Rへ増加。すなわち大きくなる。
STEP2 抵抗の端子電圧
vR＝iRは電流に比例→0→Eへ上昇する。
STEP3 コイルの端子電圧
vL＝E−vRはE→0へ低下する。よって（大きくなる・上昇・低下）の(5)です。
答え：(5)（電流：大きくなる／抵抗電圧：上昇／コイル電圧：低下）
💡 覚え方
RL投入後、電流0→E/R増加、vR上昇、vL低下（vL＝E−vR）。
⚠️ よくある間違い
コイルは投入直後に電流を妨げる（電流0から増加）。vLはEから低下（上昇ではない）。
まとめ
| 電流 | 0→E/R（大きくなる） |
| vR | 0→E（上昇） |
| vL | E→0（低下） |
| 答え | (5) |
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