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。

第一種電気工事士(学科) 令和5年度 第1問の図
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

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