単相交流20【電験3種 理論】RLC直列・並列共振回路の特徴の正誤を判定する！令和3年度 A問題9 完全解説

今回は令和3年度 理論科目 A問題9を解説します。RLC直列・並列共振回路に関する3つの記述(a)(b)(c)の正誤の組合せを求める問題です。

直列共振はインピーダンス最小で電流最大、並列共振はインピーダンス最大で電流最小。共振時、LとCは互いに打ち消し合いますが、個々の電圧・電流は0ではなく大きな値になります。

出題のポイント

令和3年度 理論科目 A問題9：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（単相交流）】 令和3年度 A問題9

　実効値V〔V〕、角周波数ω〔rad/s〕の交流電圧源、R〔Ω〕の抵抗R、インダクタンスL〔H〕のコイルL、静電容量C〔F〕のコンデンサCからなる共振回路に関する記述として、正しいものと誤りのものの組合せとして、正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。(a) RLC直列回路の共振状態において、LとCの端子間電圧の大きさはともに0である。(b) RLC並列回路の共振状態において、LとCに電流は流れない。(c) RLC直列回路の共振状態において交流電圧源を流れる電流は、RLC並列回路の共振状態において交流電圧源を流れる電流と等しい。

	(a)	(b)	(c)
(1)	誤り	誤り	正しい
(2)	誤り	正しい	誤り
(3)	正しい	誤り	誤り
(4)	誤り	誤り	誤り
(5)	正しい	正しい	正しい

ポイント解説：直列共振は電流最大、並列共振は電流最小

直列共振はインピーダンス最小（＝R）で電流最大、並列共振はインピーダンス最大（理想では∞）で電流最小（≒0）です。

共振時、LとCは互いに打ち消し合いますが、個々の電圧（直列）や電流（並列）は0ではなく、むしろ大きな値になります。

問題の解説

STEP1　(a)を判定する

直列共振でLとCの電圧は互いに逆位相で打ち消し合うが、個々は0ではなく大きな値（Q倍）。「ともに0」は誤り。

STEP2　(b)を判定する

並列共振でLとCの電流は互いに打ち消し合うが、個々には電流が流れる。「電流は流れない」は誤り。

STEP3　(c)を判定する

直列共振の電源電流＝V/R（最大）、並列共振の電源電流≒0（最小）。等しくないので誤り。よって全て誤りで(4)です。

答え：(4)（(a)誤り・(b)誤り・(c)誤り）

まとめ

(a)直列共振	L・C電圧は大→誤り
(b)並列共振	L・Cに電流流れる→誤り
(c)電源電流	直列V/R≠並列≒0→誤り
答え	全て誤り …(4)

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