第二種電気工事士 過去問
令和3年度下期 午後
問1 (一般問題 問1)

１：×

２：○

３：×

４：×

まず、電流計のある部分の電圧を求めます。

　E=IR=2×8=16V

これで左側の並列に抵抗が並んでいる部分は16Vの電圧がかかっていることが分かります。

次に、3列の上側の抵抗が直列に並んでいることに注目し、4+4=8Ωであることが分かります。

この部分に流れる電流の大きさを求めると、I=E/R=16/8=2A となります。

続いて、3列の下側の抵抗部分に流れる電流の大きさを求めると、I=E/R=16/4=4A となります。

並列部分全体の電流を求めると、2+2+4=8A となります。

この回路には8Aの電流が流れていますので、電圧計の示す値は、以下のようになります。

　E=IR=8×4=32V

よって、2が正解となります。

この問題は出題科目「電気の基礎理論」からの出題です。

この問題では下記の知識を求められています。

＜必要知識＞

◯オームの法則を理解している。

◯並列接続なら同じ電圧だと理解している。

この必要知識に伴う計算式は下記です。

＜必要計算式＞

・オームの法則＝電流＝電圧／抵抗 or 電圧＝電流×抵抗 or 抵抗＝電圧／電流

それでは上記の必要知識を使って問題を解いていきます。

この回路では３つの回路が並列接続された回路Aとその回路Aと直列接続された回路Bで構成されています。

３つの回路は同じ電圧のため、電流計「A」の値が2Aを示していることから、回路Aの電圧は下記になります。

・回路Aの電圧＝８Ω × ２A＝１６V

次に他２つの回路にもこの１６Vが印加されているため、他２つの回路に流れる電流は下記になります。

・１６V ÷ （４Ω＋４Ω）＝２A

・１６V÷ ４Ω＝４A

よって回路Aに流れる電流の合計は下記になります。

・２A＋２A＋４A＝８A

この８Aが回路Bに流れるため、回路Bの電圧は下記になります。

・４Ω × ８A＝３２V

よって正解は３２になります。

問題は、並列の一回路の電流値から、抵抗の電圧を求める問題です。

８ [Ω]の抵抗を流れる電流が ２ [A]ですから、この線間の電圧は、

８ [Ω] × ２ [A] ＝ 16 [V]

です。したがって、4 [Ω] が2つ並んだ配線の電圧も、4 [Ω] が2つ並んだ配線の電圧も、同じ 16 [V] です。

並列回路に流れる電流は、オームの法則から、電流値＝電圧値／抵抗値、となります。並列回路の上から順に、

・4 [Ω] が2つ並んで 8 [Ω] となっている配線の電流は、2 [A]

・8 [Ω] が1つの配線の電流は、2 [A]

・4 [Ω] が1つの配線の電流は、4 [A]

したがって、回路を流れる電流は、3つの電流の総和になります。

2 [A] ＋ 2 [A] ＋ 4 [A] ＝ 8 [A]

となります。

したがって、求める 4 [Ω] の所の電圧計の指示値は、

4 [Ω] × 8 [A] ＝ 32 [V]

です。

1. 並列抵抗にかかる電圧を求めます。

   - 電流計に2A流れているため、並列抵抗にかかる電圧は

     8 * 2 = 16(V)

2. 抵抗を名前で整理します。

   - Ra = 4 + 4 = 8Ω

   - Rb = 8Ω

   - Rc = 4Ω

3. 合成抵抗の計算をします。

   - RaとRbの合成抵抗：

     Rab = 8 * 8 / (8 + 8) = 64 / 16 = 4Ω

   - RabとRcの合成抵抗：

     Rabc = 4 * 4 / (4 + 4) = 16 / 8 = 2Ω

4. 合成抵抗Rabcに流れる電流を求めます。

   - Iabc = 16 / 2 = 8(A)

5. 4Ωの抵抗にかかる電圧を求めます。

   - 4 * 8 = 32(V)

答え：32[V]です。