45AM51｜第45回 第2種ME技術実力検定試験 過去問

正答

3

この問題のポイント

この問題では、分流器を用いた電流測定の考え方が問われています。

高周波電流計と分流器は並列接続されています。並列回路では、両端の電圧が同じになることを使って計算します。

解説

図では、電気メスから出力された 1 A の電流が、負荷抵抗を通ったあとに2つの経路へ分かれています。

• 高周波電流計の枝
• 分流器の枝

高周波電流計は 100 mA を示しているので、高周波電流計に流れる電流は 0.100 A です。

全体の電流は 1 A なので、分流器に流れる電流は次のようになります。

1 A - 0.100 A = 0.900 A

高周波電流計の内部抵抗は 5 Ω です。したがって、高周波電流計の両端電圧はオームの法則より、

V = I × R
V = 0.100 A × 5 Ω
V = 0.500 V

高周波電流計と分流器は並列なので、分流器の両端電圧も 0.500 V です。

分流器の抵抗値を R とすると、

R = V / I
R = 0.500 V / 0.900 A
R ≒ 0.56 Ω

よって、分流器の抵抗値はおよそ 0.56 Ω です。

図で見るポイント
図では、高周波電流計の内部抵抗と分流器が上下の同じ2点に接続されています。つまり、この2つは並列です。並列回路では「電圧が同じ」「電流が分かれる」と考えます。

ひっかけポイント
高周波電流計の指示値 100 mA は、全体の 1 A ではありません。高周波電流計の枝だけに流れる電流です。残りの 900 mA が分流器を流れます。

選択肢の確認

1．0.25
誤り。
0.25 Ωでは、分流器に流れる電流は 0.500 V / 0.25 Ω = 2.0 A となり、全体の電流 1 A と合いません。分流器に流れる電流は 0.900 A です。

2．0.50
誤り。
0.50 Ωでは、分流器に流れる電流は 0.500 V / 0.50 Ω = 1.0 A となります。高周波電流計にも 0.100 A 流れるため、合計が 1.1 A となり、問題文の 1 A と一致しません。

3．0.56
正しい。
高周波電流計には 100 mA、つまり 0.100 A が流れます。内部抵抗 5 Ω なので、両端電圧は 0.100 A × 5 Ω = 0.500 V です。分流器には 1 A - 0.100 A = 0.900 A が流れるため、抵抗値は 0.500 V / 0.900 A ≒ 0.56 Ω となります。

4．1.8
誤り。
1.8 Ωでは、分流器に流れる電流は 0.500 V / 1.8 Ω ≒ 0.28 A となります。高周波電流計の 0.100 A と合わせても約 0.38 A であり、全体の 1 A と合いません。

5．4.5
誤り。
4.5 Ωでは、分流器に流れる電流は 0.500 V / 4.5 Ω ≒ 0.11 A となります。高周波電流計の 0.100 A と合わせても約 0.21 A であり、全体の 1 A よりかなり小さくなります。

覚えるポイント

• 分流器は、電流計と並列に接続して電流を分ける抵抗である。
• 並列回路では、各枝の電圧は同じである。
• 全電流 1 A のうち、高周波電流計に 0.100 A が流れるので、分流器には 0.900 A が流れる。
• オームの法則は V = I × R、抵抗を求めるときは R = V / I を使う。
• この問題では、0.100 A × 5 Ω = 0.500 V、0.500 V / 0.900 A ≒ 0.56 Ω と計算する。