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。
- イ2
- ロ3
- ハ4
- ニ5
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
最終更新日
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