電験三種 平成30年度(2018) 理論 問6 過去問解説
$\mathrm{R_a}$,$\mathrm{R_b}$ 及び $\mathrm{R_c}$ の三つの抵抗器がある。これら三つの抵抗器から二つの抵抗器($\mathrm{R_1}$ 及び $\mathrm{R_2}$)を選び,図のように,直流電流計及び電圧 $E = 1.4\,\mathrm{V}$ の直流電源を接続し,次のような実験を行った。
実験Ⅰ:$\mathrm{R_1}$ を $\mathrm{R_a}$,$\mathrm{R_2}$ を $\mathrm{R_b}$ としたとき,電流 $I$ の値は $56\,\mathrm{mA}$ であった。
実験Ⅱ:$\mathrm{R_1}$ を $\mathrm{R_b}$,$\mathrm{R_2}$ を $\mathrm{R_c}$ としたとき,電流 $I$ の値は $35\,\mathrm{mA}$ であった。
実験Ⅲ:$\mathrm{R_1}$ を $\mathrm{R_a}$,$\mathrm{R_2}$ を $\mathrm{R_c}$ としたとき,電流 $I$ の値は $40\,\mathrm{mA}$ であった。
これらのことから,$\mathrm{R_b}$ の抵抗値[Ω]として,最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。ただし,直流電源及び直流電流計の内部抵抗は無視できるものとする。

- (1) 10
- (2) 15
- (3) 20
- (4) 25
- (5) 30
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正解は(2)
使う公式
オームの法則 $R = \dfrac{E}{I}$(R:抵抗[Ω]、E:電圧[V]、I:電流[A])。直列の合成抵抗は足し算
解説
【考え方】2つの抵抗は直列なので、合計の抵抗は $\dfrac{E}{I}$ で出せます。3つの実験の式を組み合わせます。
■1 単位をそろえる
56 mA=0.056 A、35 mA=0.035 A、40 mA=0.040 A
■2 3つの式をつくる
実験Ⅰ:$R_{\mathrm{a}} + R_{\mathrm{b}} = \dfrac{1.4}{0.056} = 25\,\Omega$
実験Ⅱ:$R_{\mathrm{b}} + R_{\mathrm{c}} = \dfrac{1.4}{0.035} = 40\,\Omega$
実験Ⅲ:$R_{\mathrm{a}} + R_{\mathrm{c}} = \dfrac{1.4}{0.040} = 35\,\Omega$
■3 全部足す
3つの式を全部足すと、どの抵抗も2回ずつ入ります。
$2(R_{\mathrm{a}} + R_{\mathrm{b}} + R_{\mathrm{c}}) = 25 + 40 + 35 = 100$
$R_{\mathrm{a}} + R_{\mathrm{b}} + R_{\mathrm{c}} = 50\,\Omega$
■4 R_b を取り出す
ここから実験Ⅲの式を引くと、$R_{\mathrm{b}}$ だけが残ります。
$R_{\mathrm{b}} = 50 - 35 = 15\,\Omega$
答えは(2)ピヨ。
出典:平成30年度(2018) 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6