電験三種 H30年 理論 問7 問題と解説

　問 題　　　　　

図のように、直流電圧E=10Vの定電圧源、直流電流I=2Aの定電流源、スイッチS、r=1ΩとR[Ω]の抵抗からなる直流回路がある。この回路において、スイッチSを閉じたとき、R[Ω]の抵抗に流れる電流I_Rの値[A]がSを閉じる前に比べて2倍に増加した。

Rの値[Ω]として、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

1. 2
2. 3
3. 8
4. 10
5. 11

 

 

 

 

 

　解 説　　　　

スイッチが開いているときは、回路図の左側には電流が流れていないため、右半分だけの閉回路となっています。このとき、電流源が2Aであるとわかっているので、当然、抵抗Rを流れる電流I_Rも2Aです。

一方、スイッチを閉じると抵抗Rを流れる電流が2倍になったということなので、つまり、I_R=4 [A]だとわかります。

ここで、スイッチを閉じる前も閉じた後も、回路右側の電流源が2Aであることに変わりはありません。つまり、スイッチを閉じたときに回路左側の電圧源から抵抗Rに流れてくる電流は4-2=2 [A]であることがわかります。

以下の回路図にて、電流源から流れる電流を青矢印で、電圧源から流れる電流を赤矢印で示しています。抵抗Rでは両方から電流が流れ込むので、紫矢印で表しています。

よって、上図の回路左側の閉回路でオームの法則を用いれば、以下のようにRの値を求めることができます。