2023年 国家一般職(高卒 技術) No.24 電気基礎　解説

　問 題　　　　　

交流回路に関する次の記述の ㋐、㋑ に当てはまるものの組合せとして最も妥当なのはどれか。

「図のような RL 直列回路において、実効値が 70 V で角周波数 ω  の正弦波交流電圧を加えたとき、抵抗値 R = 4 Ω の抵抗、誘導性リアクタンス ωL = 3 Ω のコイルの合成インピーダンスの大きさは ㋐ であり、回路に流れる電流の実効値は ㋑ である。」

 

 

 

 

 

　解 説　　　　　

【インピーダンス について】
交流回路において出てくるのは「抵抗 R」、「コイル L」、「コンデンサ C」の３つです。インピーダンスとは、交流回路における抵抗のような値だと考えればよいです。R,L,C を直列につないだ場合、全体のインピーダンス（一般化した抵抗のようなもの）が、以下の式です。ここまでが、交流直列回路に関する基礎知識です。

本問は抵抗とコイルの直列です。R = 4、ωL = 12、コンデンサはないので 1/ωC = 0 とすれば Z = √(4² + 3²)= √25 = 5 です。

【交流電源の電圧について】
交流電源では、電圧が周期的に変化するため「実効値」「最大値」といったパラメータが出てきます。実効値は、直流換算した時の値と考えるとよいです。最大値は、その名の通り最大となる電圧です。電圧が周期的に変化しますが、いつでもオームの法則「V = ZI」が成立します。※交流なので、Z はインピーダンスです。

【電流 I の求め方】
V = 70、Z = 5 なので、V = ZI より、I = 14 です。

以上より、正解は 2 です。

類題 2021 no24　交流直列 RC 回路
https://yaku-tik.com/koumuin/2021-gijyutu-24/