交流電気の基礎(全25問中6問目)

No.6

図のような交流回路において,抵抗12Ωの両端の電圧V[V]は。
04.png/image-size:341×124.5
令和4年下期[午前] 問4
  1. 86
  2. 114
  3. 120
  4. 160

正解 

解説

①回路全体のインピーダンス(交流回路における抵抗)を求める、②オームの法則を使って回路に流れる電流を求める、③電流と抵抗より電圧を求める、という手順で答えを導きます。

交流回路において、抵抗値Rの抵抗と抵抗値Xのリアクタンスが直列で接続されているとき、インピーダンスZは以下の公式で求めます。

 Z=R2+X2
 ※三平方の定理を使って直角三角形の斜辺を求めるのと同じ式です。

設問の回路では、Rが12Ω、Xが16Ωなので、インピーダンスは、

 122+162144+256400=20[Ω]

オームの法則 I=VR より、回路に流れる電流Iは、

 I=200[V]20[Ω]=10[A]

抵抗の抵抗値は12Ωなので、両端の電圧Vは V=I×R より、

 V=10[A]×12[Ω]=120[V]

したがって120[V]が正解です。

※三平方の定理における直角三角形の比を使えば、3:4:5=12:16:20 と簡単に求めることが可能です。