令和3年度 問題4 設問4-1論点:電気理論重要度 B未着手

直流回路網の起電力(キルヒホッフの法則)

これは2級電気工事施工管理技士 第二次検定 令和3年度(2021年11月14日(日)実施) 問題4 設問4-1の問題です。論点は「電気理論」(重要度B・解答の形は四肢択一・記述)。採点すると、解き方 3 手順・選択肢 4 つそれぞれの解説・引っかけの指摘が読めます。

次の計算問題を答えなさい。

4-1 図に示す直流回路網における起電力E〔V〕の値として,正しいものはどれか。

直流回路網。四角形の閉回路の上辺に起電力E(電池の記号),左辺に1Ωの抵抗(上向きに6Aの電流),右辺に3Ωの抵抗(上向きに4Aの電流),下辺に2Ωの抵抗(右向きに5Aの電流)がある。四隅の節点からは,それぞれ外へ導線が延びている。

解答欄

選択肢を 1 つ選んで「採点する」を押してください。

正解

正解:3.16 V

解き方

  1. 左上・右上・右下・左下の節点を結ぶ閉回路(起電力E,右の3Ω,下の2Ω,左の1Ω)にキルヒホッフの電圧則を使う。抵抗の電圧降下は電流の向きに生じる。
  2. 左の1Ωは上向きに6A:左下が左上より 1×6=6V 高い。下の2Ωは右向きに5A:左下が右下より 2×5=10V 高い。右の3Ωは上向きに4A:右下が右上より 3×4=12V 高い。
  3. 左上の電位を0とすると,左下=6V,右下=6-10=-4V,右上=-4-12=-16V。左上と右上の電位差が起電力に等しいので E=16V。(式にすると E=-1×6+2×5+3×4=16V。閉回路を左上→左下→右下→右上と回ると,左の1Ωだけは電流の向きが逆なので符号が負になる)

選択肢ごとの解説

  1. 1.誤り。
  2. 2.誤り。
  3. 3.正しい。E=-1×6+2×5+3×4=16V。
  4. 4.誤り。
引っかけ:閉回路の電流は各枝で違う(6A・5A・4A)ので,抵抗の合計に1つの電流を掛けない。各枝の「抵抗×その枝の電流」に,閉回路を回る向きと電流の向きに応じた符号を付けて足し合わせる(単純に足すと6+10+12=28Vとなり誤り)。

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出典:一般財団法人 建設業振興基金が実施した2級電気工事施工管理技士 第二次検定 令和3年度(2021年11月14日(日)実施) 問題4 設問4-1。問題文は本試験の問題にもとづいています。解答・解説・論点の整理は資格試験対策.netの独自コンテンツです。最終更新 。この問題の誤りを報告する