2021年 国家一般職(高卒 技術) No.24 電気基礎　解説

　問 題　　　　　

図のような抵抗の抵抗値 R が16 Ω、コンデンサの容量性リアクタンス 1/ωC が 12 Ω の RC 直列回路に、実効値 100 V、角周波数 ω の正弦波交流電圧を加えた。このときの電流 I の実効値はおよそいくらか。

1． 1.0 A
2． 2.0 A
3． 3.0 A
4． 4.0 A
5． 5.0 A

 

 

 

 

 

　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。

本問は抵抗とコンデンサの直列です。R = 16、1/ωC = 12、L はないので L = 0 とすれば Z = √(16² + 12²)= √400 = 20 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 = 100、Z = 20 なので、V = ZI より、I = 5 です。

以上より、正解は 5 です。

類題 2020 no24 RL 直列回路