電験三種 平成25年度(2013) 理論 問5 過去問解説

問5 《直流回路(並列抵抗の片方を求める式)》
図のように,抵抗 $R$[Ω]と抵抗 $R_{\mathrm{x}}$[Ω]を並列に接続した回路がある。この回路に直流電圧 $V$[V]を加えたところ,電流 $I$[A]が流れた。$R_{\mathrm{x}}$[Ω]の値を表す式として,正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
問5の図
  1. (1) $\dfrac{V}{I} + R$
  2. (2) $\dfrac{V}{I} - R$
  3. (3) $\dfrac{R}{\dfrac{IR}{V} - V}$
  4. (4) $\dfrac{V}{\dfrac{I}{V - R}}$
  5. (5) $\dfrac{VR}{IR - V}$
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正解は(5)
使う公式
オームの法則 $I = \dfrac{V}{R}$(I:電流[A]、V:電圧[V]、R:抵抗[Ω]) 並列回路の電流 $I = I_1 + I_2$(全体の電流は、枝の電流の合計)
解説
【考え方】並列なので、R にも Rₓ にも同じ電圧 V がかかります。全体の電流 I は、2つの電流の合計です。 ■1 電流の式を立てる 解説の図 R の電流は $\dfrac{V}{R}$、Rₓ の電流は $\dfrac{V}{R_{\mathrm{x}}}$ です。 $I = \dfrac{V}{R} + \dfrac{V}{R_{\mathrm{x}}}$ ■2 Rₓ について解く $\dfrac{V}{R}$ を左に移して、分母をそろえます。 $\dfrac{V}{R_{\mathrm{x}}} = I - \dfrac{V}{R} = \dfrac{IR - V}{R}$ 両辺の分子と分母をひっくり返して、V をかけます。 $R_{\mathrm{x}} = \dfrac{VR}{IR - V}$ 答えは(5)ピヨ。
出典:平成25年度(2013) 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