電験三種 平成24年度(2012) 理論 問17(b) 過去問解説

問17(b) 《直流回路(電圧計をつないだときの指示)》
(選択問題:問17または問18のどちらか1問を解く) 直流電圧計について,次の(a)及び(b)の問に答えよ。 (b) 図のような回路で上記の最大目盛 15[V]の電圧計を接続して電圧を測ったときに,電圧計の指示[V]はいくらになるか。最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
問17(b)の図
  1. (1) 7.2
  2. (2) 8.7
  3. (3) 9.4
  4. (4) 11.3
  5. (5) 13.1
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正解は(2)
使う公式
キルヒホッフの電流の法則 1つの点に流れこむ電流の合計 = 流れ出る電流の合計 オームの法則 $I = \dfrac{V}{R}$
解説
【考え方】電圧計は、内部抵抗 15 kΩ((a) の 1 kΩ + 14 kΩ)の抵抗と同じです。まん中の点の電圧 V を、電流の合計で求めます。 ■1 電圧計を抵抗に置きかえる 解説の図 電圧計は、上のまん中の点と、下のまん中の点の間の電圧 V を示します。 ■2 電流の式を立てる 解説の図 左の電池から流れこむ電流と、右の電池から流れこむ電流の合計が、電圧計に流れます(単位は mA、kΩ)。 $\dfrac{16 - V}{10} + \dfrac{4 - V}{30} = \dfrac{V}{15}$ ■3 V を求める 両辺を30倍します。 $3(16 - V) + (4 - V) = 2V$ $48 - 3V + 4 - V = 2V$ $52 = 6V$ $V = \dfrac{52}{6} \fallingdotseq 8.7\,\mathrm{V}$ 答えは(2)ピヨ。
出典:平成24年度(2012) 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17(b)