電験三種 令和7年度(2025) 下期 理論 問5 過去問解説

問5 《直流回路(消費電力の大小)》
図のように,三つの抵抗 $R_1 = 5\,\Omega$,$R_2 = 4\,\Omega$,$R_3 = 8\,\Omega$ と電圧 $V$[V]の直流電源からなる回路がある。抵抗 $R_1$,$R_2$,$R_3$ の消費電力をそれぞれ $P_1$[W],$P_2$[W],$P_3$[W]とするとき,その大きさの大きい順として,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) $P_1 \gt P_2 \gt P_3$
  2. (2) $P_1 \gt P_3 \gt P_2$
  3. (3) $P_2 \gt P_1 \gt P_3$
  4. (4) $P_2 \gt P_3 \gt P_1$
  5. (5) $P_3 \gt P_1 \gt P_2$
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正解は(1)
使う公式
消費電力 $P = I^2 R$(P:電力[W]、I:電流[A]、R:抵抗[Ω]) 並列の電流の分かれ方 電流は、抵抗の逆の比で分かれる(抵抗が小さいほうに多く流れる)
解説
【考え方】大きさの順番だけを知りたいので、全体の電流を「1 A」と決めて計算します。 ■1 電流の分かれ方を求める 全体の電流を 1 A とします。どんな値にしても、順番は変わりません。 $R_2$ と $R_3$ は 4 Ω と 8 Ω で、1 : 2 です。電流はその逆で、2 : 1 に分かれます。 $I_2 = 1 \times \dfrac{2}{3} = \dfrac{2}{3}\,\mathrm{A}$ $I_3 = 1 \times \dfrac{1}{3} = \dfrac{1}{3}\,\mathrm{A}$ ■2 それぞれの電力を計算する 解説の図 $P = I^2 R$ に、電流と抵抗を入れます。 $P_1 = 1^2 \times 5 = 5\,\mathrm{W}$ $P_2 = \left(\dfrac{2}{3}\right)^2 \times 4 = \dfrac{16}{9} \fallingdotseq 1.78\,\mathrm{W}$ $P_3 = \left(\dfrac{1}{3}\right)^2 \times 8 = \dfrac{8}{9} \fallingdotseq 0.89\,\mathrm{W}$ ■3 大きい順に並べる 全体の電流が全部流れる $R_1$ が、いちばん大きくなります。 $P_1 \gt P_2 \gt P_3$ 答えは(1)ピヨ。
出典:令和7年度(2025) 下期 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