問 題
※本問では、文字の上に「・」がついているのものを「～ドット」と表します。
RLC 直列回路に関する次の記述の㋐，㋑，㋒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 RLC 直列回路がある。正弦波交流電圧源の電圧を Eドット、各部にかかる電圧を VRドット、VLドット、VCドット、全電圧をVドット、各部に流れる電流を IRドット、ILドット、ICドットとする。R、L、Cの値を変えるとき、次のことがいえる。
・Eドット = Vドットが ㋐。
・IRドット = ILドット = ICドット が ㋐。
・VRドット と IRドット は ㋑。
一方、周波数を変えるとき、次のことが言える。
VLドット＋VCドット = 0 が成り立つ時、IRドット の大きさは ㋒ となる。」
| / | ㋐ | ㋑ | ㋒ |
| 1. | 成り立たないことがある | 常に同相で | 最小 |
| 2. | 成り立たないことがある | 常に同相で | 最大 |
| 3. | 成り立たないことがある | 同相でないことが | 最小 |
| 4. | 常に成り立つ | 常に同相で | 最大 |
| 5. | 常に成り立つ | 同相でないことが | 最小 |
正解 (4)
解 説
直列回路なので、I は一定です。
そして、RLC 直列回路なので、電流を基準として
・コイル（L）の電圧は、位相が π/2 進む
・コンデンサ（C）の電圧は、位相が π/2 遅れる が基礎知識です。
㋐は
特に２番めの箇条書きの、電流の方の条件に注目すれば「電流」は直列だからいつも一定です。㋐は「常に成り立つ」が入ります。正解は 4 or 5 です。
㋑ですが
抵抗に関しては特に進みも遅れもないため「常に同相」です。よって、選択肢 5 は誤りです。
㋒ですが
抵抗の部分だけに注目すれば VR = RIR です。
全電圧が、各部にかかる電圧の和なので、「VL + VC = 0 の時」というのは、「全電圧が抵抗にかかる時」です。一番電流が多く流れます。よって、㋒は「最大」です。
以上より、正解は 4 とわかります。
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