A,B 2 本の同材質の銅線がある。A は直径1.6 mm,長さ20 m,B は直径3.2 mm,長さ40 m である。…

一般問題 第2問

A,B 2 本の同材質の銅線がある。A は直径1.6 mm,長さ20 m,B は直径3.2 mm,長さ40 m である。A の抵抗はB の抵抗の何倍か。

正答 イ
正答は (1)。 【結論】 導線の抵抗は、長さに比例し、断面積に反比例します。断面積は直径の2乗に比例するので、抵抗は直径の2乗に反比例します。  Aの抵抗 ÷ Bの抵抗   = (長さの比) × (直径の比の2乗を逆にしたもの)   = (20 ÷ 40) × (3.2 ÷ 1.6)²   = 0.5 × 2²   = 0.5 × 4   = 2倍 【式で確かめる】  抵抗 = 抵抗率 × 長さ ÷ 断面積 断面積は直径Dを使って π × D² ÷ 4 なので、
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 抵抗 = 抵抗率 × 長さ × 4 ÷(π × D²) 同じ材質なら抵抗率は共通です。残るのは長さと直径の2乗だけになります。 【検算】 Aは長さが半分なので、それだけで抵抗は0.5倍。さらに直径が半分なので断面積は4分の1になり、抵抗は4倍。合わせて2倍です。 長さは抵抗を下げる向きに、細さは上げる向きに働きます。二つが逆向きに効くので、片方だけ見ると答えを外します。 【誤りの選択肢】 (2) 3倍  比を足し算してしまったときなど (3) 4倍  直径の2乗だけを見て、長さを忘れたとき (4) 5倍  同じく組み合わせを誤ったとき 【間違えやすい点】 直径が2倍になると断面積は4倍です。2乗を忘れて「直径に反比例」としてしまうのが、いちばん多い取りこぼしです。断面積で考えるくせをつけると防げます。

出典:令和6年度下期第二種電気工事士学科試験 問2(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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