図のような直流回路において,電源電圧20 V,R=2 Ω,L=4 mH 及びC=2 mF で,R とL に電流10 A …
一般問題 第1問
図のような直流回路において,電源電圧20 V,R=2 Ω,L=4 mH 及びC=2 mF で,R とL に電流10 A が流れている。L に蓄えられているエネルギーWL[J]の値と,C に蓄えられているエネルギーWC[J]の値の組合せとして,正しいものは。
- イWL = 0.2 WC = 0.4
- ロWL = 0.4 WC = 0.2
- ハWL = 0.6 WC = 0.8
- ニWL = 0.8 WC = 0.6
正答 イ
正答は (1)。
【結論】
直流回路で十分に時間がたつと、コイルは導線と同じになり、コンデンサには電流が流れなくなります。電流10AはLを通ってRに流れ、Cには流れません。
Rの両端の電圧 = 10 × 2 = 20[V]
CはRと並列なので、Cの電圧も20Vです。
WL = 1/2 × L × I²
= 1/2 × 4×10⁻³ × 10²
= 0.2[J]
WC = 1/2 × C × V²
= 1/2 × 2×10⁻³ × 20²
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= 0.4[J]
【単位の換算】
4mH = 4×10⁻³H
2mF = 2×10⁻³F
ここではコンデンサがmF(ミリファラド)で示されています。μFと見誤らないでください。
【誤りの選択肢】
(2) WL=0.4 WC=0.2 二つの値を入れ替えています
(3) WL=0.6 WC=0.8 (4) WL=0.8 WC=0.6 1/2の掛け方や2乗の扱いを誤ったときの値で、計算と合いません
【間違えやすい点】
Lの電圧降下は0なので、電源の20VはそのままRとCに加わります。Rの電流と電圧が問題文の値(10A、20V÷2Ω)と合っていることも確かめられます。
出典:令和5年度第一種電気工事士学科試験 問1(一般財団法人 電気技術者試験センター 公表)出典元ページ
最終更新日
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