電験三種 令和5年度(2023) 上期 理論 問5 過去問解説
図の直流回路において,抵抗 $R = 10\,\Omega$ で消費される電力の値[W]として,最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

- (1) 0.28
- (2) 1.89
- (3) 3.79
- (4) 5.36
- (5) 7.62
答えと解説を見る
正解は(1)
使う公式
テブナンの定理 電源をふくむ回路は「電池1個と抵抗1個」に置きかえられる(電池の電圧:端子を開いたときの電圧、抵抗:電池を線にして見た抵抗)
分圧 $V \times \dfrac{R_2}{R_1 + R_2}$
電力 $P = I^2 R$(P:電力[W])
解説
【考え方】R の左側と右側を、それぞれ「電池1個と抵抗1個」に置きかえます(テブナンの定理)。すると、1本道の回路になります。
■1 左側を置きかえる
電圧は、60 V を 40 Ω と 40 Ω で分けた分です。
$60 \times \dfrac{40}{80} = 30\,\mathrm{V}$
抵抗は、電池を線にして 40 Ω と 40 Ω の並列です。
$\dfrac{40 \times 40}{80} = 20\,\Omega$
■2 右側を置きかえる
電圧は、80 V を 60 Ω と 60 Ω で分けた分です。
$80 \times \dfrac{60}{120} = 40\,\mathrm{V}$
抵抗は $\dfrac{60 \times 60}{120} = 30\,\Omega$
■3 1本道の回路で電流を出す
2つの電池は向かい合っているので、差の 10 V が電流を流します。抵抗は全部直列です。
$I = \dfrac{40 - 30}{20 + 10 + 30}$
$= \dfrac{10}{60} = \dfrac{1}{6}\,\mathrm{A}$
■4 R の電力
$P = \left(\dfrac{1}{6}\right)^2 \times 10$
$= \dfrac{10}{36} \fallingdotseq 0.28\,\mathrm{W}$
答えは(1)ピヨ。
電圧は、60 V を 40 Ω と 40 Ω で分けた分です。
$60 \times \dfrac{40}{80} = 30\,\mathrm{V}$
抵抗は、電池を線にして 40 Ω と 40 Ω の並列です。
$\dfrac{40 \times 40}{80} = 20\,\Omega$
■2 右側を置きかえる
電圧は、80 V を 60 Ω と 60 Ω で分けた分です。
$80 \times \dfrac{60}{120} = 40\,\mathrm{V}$
抵抗は $\dfrac{60 \times 60}{120} = 30\,\Omega$
■3 1本道の回路で電流を出す
2つの電池は向かい合っているので、差の 10 V が電流を流します。抵抗は全部直列です。
$I = \dfrac{40 - 30}{20 + 10 + 30}$
$= \dfrac{10}{60} = \dfrac{1}{6}\,\mathrm{A}$
■4 R の電力
$P = \left(\dfrac{1}{6}\right)^2 \times 10$
$= \dfrac{10}{36} \fallingdotseq 0.28\,\mathrm{W}$
答えは(1)ピヨ。
出典:令和5年度(2023) 上期 第三種電気主任技術者試験(電気技術者試験センター)理論 問5