電験3種過去問【2019年理論 問6】

【電気回路】抵抗で消費される電力計算《計算問題》

 図に示す直流回路は、100Vの直流電圧源に直流電流計を介して10Ωの抵抗が接続され、50Ωの抵抗と抵抗R[Ω]が接続されている。電流計は5Aを示している。抵抗R[Ω]で消費される電力の値[W]として、最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。なお、電流計の内部抵抗は無視できるものとする。

(1)2
(2)10
(3)20
(4)100
(5)200

解答と解説はこちら

解答

(5)

解説

電流計の指示は5Aであるので、10Ωの抵抗に流れる電流も5Aである。10Ωの抵抗にかかる電圧V10[V]は、

\(\displaystyle V_{10}=10 \times 5=50\text{[V]}\)

したがって、抵抗R[Ω]及び50Ωの抵抗にかかる電圧VR=50[V]である。

50Ωの抵抗に流れる電流I50[A]は、

\(\displaystyle I_{50}=\frac{50}{50}=1\text{[A]}\)

抵抗R[Ω]に流れる電流IR[A]は、分流則より

\(\displaystyle I_{R}=5-1=4\text{[A]}\)

したがって、抵抗Rで消費される電力P[W]は

\(\displaystyle P=V_R \times I_R=50 \times 4=200\text{[W]}\)