電験三種 平成30年度(2018) 理論 問18(b) 過去問解説

問18(b) 《電気計測(定電流源の電流)》
(選択問題:問17または問18のどちらか1問を解く) 内部抵抗が $15\,\mathrm{k\Omega}$ の $150\,\mathrm{V}$ 測定端子と内部抵抗が $10\,\mathrm{k\Omega}$ の $100\,\mathrm{V}$ 測定端子をもつ永久磁石可動コイル形直流電圧計がある。この直流電圧計を使用して,図のように,電流 $I$[A]の定電流源で電流を流して抵抗Rの両端の電圧を測定した。 測定Ⅰ:$150\,\mathrm{V}$ の測定端子で測定したところ,直流電圧計の指示値は $101.0\,\mathrm{V}$ であった。 測定Ⅱ:$100\,\mathrm{V}$ の測定端子で測定したところ,直流電圧計の指示値は $99.00\,\mathrm{V}$ であった。 次の(a)及び(b)の問に答えよ。 ただし,測定に用いた機器の指示値に誤差はないものとする。 (b) 電流 $I$ の値[A]として,最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
問18(b)の図
  1. (1) 0.08
  2. (2) 0.17
  3. (3) 0.25
  4. (4) 0.36
  5. (5) 0.49
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正解は(2)
使う公式
オームの法則 $I = \dfrac{V}{R}$、並列の電流は足し算(V:電圧計の指示値[V]、R:抵抗[Ω])
解説
【考え方】定電流源の電流 I は、抵抗Rに流れる電流と、電圧計に流れる電流に分かれます。(a)の R を使って足し算します。 ■1 数字を整理する R ≒ 632 Ω((a)の答え) 測定Ⅰ:指示値 101.0 V、内部抵抗 15 kΩ=15 000 Ω ■2 測定Ⅰで計算する $I = \dfrac{101.0}{632} + \dfrac{101.0}{15\,000}$ $\fallingdotseq 0.1598 + 0.0067 \fallingdotseq 0.167\,\mathrm{A}$ ■3 測定Ⅱでも確かめる $I = \dfrac{99.00}{632} + \dfrac{99.00}{10\,000}$ $\fallingdotseq 0.1566 + 0.0099 \fallingdotseq 0.167\,\mathrm{A}$ 同じになります。いちばん近いのは 0.17 A です。 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18(b)