今回は平成22年度 理論科目 A問題5を解説します。12Ωの抵抗の消費電力が27Wのときの、並列につながる抵抗R〔Ω〕を求める問題です。
消費電力P=V²/RからV=√(PR)で12Ωの電圧(=並列部の電圧)を求めます。30Ωの電圧降下から全電流を出し、12Ωの電流を引けばRの電流が分かります。
出題のポイント

平成22年度 理論科目 A問題5: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(直流回路)】 平成22年度 A問題5
図の直流回路において、12〔Ω〕の抵抗の消費電力が27〔W〕である。このとき、抵抗R〔Ω〕の値として、正しいのは次のうちどれか。
(1)4.5 (2)7.5 (3)8.6 (4)12 (5)20〔Ω〕

ポイント解説:P=V²/Rで電圧、分流でRを求める
12Ωの消費電力27WからP=V²/Rを使い、12Ω(=並列部)の電圧V=√(P×R)=√(27×12)=18Vを求めます。
30Ωの電圧降下から全電流を出し、12Ωの電流を引けばRの電流。R=並列部電圧/Rの電流で求まります。
問題の解説
STEP1 並列部の電圧を求める
$$V=\sqrt{P\times R_{12}}=\sqrt{27\times12}=\sqrt{324}=18\;[\mathrm{V}]$$
STEP2 全電流とRの電流を求める
30Ωの電圧=90−18=72V、全電流=72/30=2.4A。12Ωの電流=18/12=1.5A。Rの電流=2.4−1.5=0.9A。
STEP3 Rを求める
$$R=\frac{18}{0.9}=20\;[\Omega]$$したがって(5)です。
答え:(5)(R=20Ω)
💡 覚え方
消費電力からV=√(PR)で電圧。並列部電圧=電源−直列抵抗の降下。R=並列部電圧/(全電流−他の枝の電流)。
⚠️ よくある間違い
12Ωの電圧(18V)は並列部全体の電圧=Rの電圧でもある。全電流から12Ωの電流を引いてRの電流を出す。
まとめ
| V12 | √(27×12)=18V |
| 全電流 | 72/30=2.4A |
| R電流 | 2.4−1.5=0.9A |
| 答え | R=18/0.9=20Ω …(5) |
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