【電験3種 理論】RL直列回路の時間定数と電圧の変化|令和8年度上期 問10

令和8年度上期 電験3種 理論科目 問10。RL直列回路の時間定数と電圧の変化のアイキャッチ画像

スイッチを入れた直後、コイルは電流の急な変化を妨げます。その後、抵抗の電圧は増え、コイルの電圧は減ります。

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問題文と選択肢

令和8年度上期 理論科目 問10 公式問題の問10と選択肢
公式問題の問10と選択肢

出典:電気技術者試験センター・公式問題PDF(該当箇所を切り抜き)。公式解答PDFの正解は(4)です。

解答図|RL直列回路の時間定数と電圧の変化

令和8年度上期 理論科目 問10 回路・考え方・計算結果を一枚にまとめた解答図
回路・考え方・計算結果を一枚にまとめた解答図

補足図|RL回路の過渡変化と時間定数

RL直列回路の電流と抵抗・コイル電圧の過渡変化グラフ
投入直後から定常状態まで、抵抗とコイルの電圧を比較します。

電流の立ち上がりを読む

定常状態の電流はE/R。時間定数τ=L/Rを用いると、電流は0からE/Rへ近づきます。抵抗電圧は電流にRを掛けたものです。

電流の立ち上がりを読む
$$\tau=\frac LR,\quad i(t)=\frac ER(1-e^{-t/\tau}),\quad v_R(t)=E(1-e^{-t/\tau})$$

コイル電圧を求める

キルヒホッフの電圧則より、常にE=vR+vLです。t=τではe⁻¹≈0.368を使います。

コイル電圧を求める
$$v_L(t)=E-v_R(t)=Ee^{-t/\tau},\quad v_R(\tau)\simeq0.632E,\quad v_L(\tau)\simeq\boxed{0.368E}$$

「コイル電圧が0.632E」とする記述が誤りなので、正解は(4)です。

年度別の一覧は令和8年度上期の過去問一覧、分野別の一覧は理論科目の問題一覧をご覧ください。

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