直径1.6 mm,長さ8 m の軟銅線と電気抵抗が等しくなる長さ32 m の軟銅線の直径[mm]は。ただし,軟銅線の抵抗…

一般問題 第2問

直径1.6 mm,長さ8 m の軟銅線と電気抵抗が等しくなる長さ32 m の軟銅線の直径[mm]は。ただし,軟銅線の抵抗率は同一とする。

正答 ハ
正答は (3)。 【使う式】 電線の抵抗は、材質が同じであれば長さに比例し、断面積に反比例します。  R = ρ × L ÷ A 抵抗率ρ が同じ軟銅線どうしを比べるので、L ÷ A が等しければ抵抗は等しい、ということになります。 【長さが4倍なら断面積も4倍】 長さが 8m から 32m へ、つまり4倍になっています。抵抗を等しく保つには、L ÷ A を変えないよう断面積も4倍にしなければなりません。  A2 = A1 × 4 【断面積4倍は直径2倍】 断面積は直径の2乗に比例します。
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 A = π × d の2乗 ÷ 4 ですから、断面積を4倍にするには直径を2倍にすればよいことになります。4は2の2乗だからです。  d2 = 1.6 × 2     = 3.2 [mm] よって (3) が正答です。 【検算】 直径1.6mm の断面積はおよそ 2.01mm²、直径3.2mm の断面積はおよそ 8.04mm² で、たしかに4倍です。L ÷ A を比べると  8 ÷ 2.01 = 3.98  32 ÷ 8.04 = 3.98 となって一致します。 【誤りの選択肢】 (1) 0.8mm は直径を半分にしたもので、断面積は4分の1、抵抗は長さ4倍と合わせて16倍になってしまいます。 (2) 2.0mm は、直径をそのまま長さの比に近い値へ動かそうとした誤りです。断面積は約1.56倍にしかならず足りません。 (4) 6.4mm は直径を4倍にしたもので、断面積は16倍、抵抗は4分の1になってしまいます。長さの倍率は断面積の倍率に対応し、直径の倍率はその平方根、という二段構えを踏み外すと (4) を選ぶことになります。

出典:令和7年度上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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