試験に出ろ 電験3種(その3)

理論(その3) 「直流回路」





なるほど、そうなりますか。それはそうかも知れませんね。抵抗率が大きいと抵抗は大きくなる。長さが長いと抵抗は大きくなる。断面積が大きいと抵抗は小さくなる。常識の範囲です。 で、続いては重さとの関係でありますが


なるほど、長さと断面積を掛けると体積になって、それに比重を掛けると重さになるんですね。これも常識の範囲です。

なりますか? 言われてみれば、なるかもしれません。 いや、きっとなるに違いないんですが、もはや僕は思考停止の状況に陥っております。一見、簡単そうな問題に見えたんですが、えらく複雑でありましたなぁ。 ま、途中の過程はどうでもよくて、結局は

という、この式を押えておけばいいような気もするんですが、長さと重さが同じ銅線の抵抗比は (抵抗率×比重) の比であると。 単純にこのように考えれば、正解は(2)ということになります。


100度も温度が変化したんだから、“変化しない” という選択肢はないでしょう。 そんなことでは、何のために温度を上げたと思ってるねん!?…と、叱られるに違いありません。 で、金属というのはですね、温度が上がるほど抵抗も上がる。そういうものです。 勤続(金属)プレイ、熱くなるほど抵抗される。 あまりしつこいのは敬遠されるわけです。

そうなります。 で、続いては消費電力 “P” の計算なんですが、電流を “I” 、 電圧を “E” 、抵抗を “R” とすると


なります。何となくそうなるような気がします。一部、日本語のつながりが変なところもあるんですが、言ってること自体は間違ってないと思います。 元の電力の0.667倍になるということは、33%減なので、正解は(4)となります。

 


なりますなります。きっとなると思います。抵抗の直列接続単純に足す抵抗の並列接続(×)÷(+)。 コンデンサの場合は直列と並列が逆になる。 電気の基本です。 上と下、どっちが “×” だっけ?…と一瞬悩みますが、計算した時に

と、微妙に踏切っぽくなるほうが正解です。上と下、どっちが “×” なのか踏ん切りが付かない時は踏切。そう覚えておくといいでしょう。 計算式の中に“E”とか“R”なんてヤツが入ってくると、途端に計算がややこしくなってしまうんですが、 E=1 であると仮定してしまうと、スイッチを開いた時に流れる電流は 0.083Aで スイッチを閉じると3倍になるから 0.25Aとなります。 この場合の抵抗値は 1V÷0.25A=4Ω ですな。 10[Ω]とR[Ω]が並列になってる部分はそこから2[Ω]を引いて2[Ω]。 あとは選択肢にある5つの数字を片っ端から “(×)÷(+) の公式” に放り込んで、答えが2[Ω]になるヤツを探すというのもひとつの方法かと。 結果、正解は(3)となりました。



成り立ちますかぁ。そもそも “キルヒホッフの法則” って名前だけは聞いたことがあるんですが、中身のほうはさっぱりなんですよね。えーと、 これ ですか。なるほど。

・回路網上の任意の電流の分岐点において電流の流入の和と流出の和は等しい。
・回路網上で任意の閉じた環状の電路をたどるとき電路中の電源の電圧の総和と電圧降下の総和は等しい。

…と、そういうことなんですな。言いたいことは何となくわかります。二股に分かれるところの上のほうが2R、下のほうがR+2R=3R。 電流は抵抗の比で分流すると。全体が5であるのに対して、2流れたり、3流れたりすると。抵抗が小さいほうがよく流れるので、上のほうがよく流れると。 下手に分数を出されると計算が面倒なので少数で考えると、上のほうが 0.6I で、下のほうが 0.4I ということになります。 で、Aというループについて考えてみると、2Rの抵抗に流れる電流は 0.4I で、それに2Rという抵抗を掛けた 0.8IR というのが電圧ということになります。 さらにRという抵抗について考えると。電流は I だから電圧は IR であると。 この2つの電圧の輪が設問に出てくる27[V] ということになるので、0.8IR+IR=27 と、ここまではいいですよね。 左側のほうを IR でくくってやると (0.8+1.0)IR=27 すなわち 1.8IR=27 ということは、IR=15 ということになりますよね。

 で、一方、Bのループなんですが、Rという2つの抵抗に掛かる電圧の和をEBとすると、このEBとAループの電圧27を足したものが全体のEになると考えていいんですかね? すなわち、EB=E−27ということになるんですが、上のRのほうに流れる電流は 0.4I で、それにRを掛けた 0.4IR が電圧。先ほどの計算でIR=15 であることが判明したので、掛け算をすると 6V。 下のほうのRという抵抗には I という電流が流れるので、電圧は IR で、そのまま15V。 この2つを足した 21 が E−27 だから、Eは21+27で48V。 ということで、正解は (3) ということになります。 何だかちょっと騙されてるような気もするんですが、一応は答えが当たったので、ま、あまり深くは考えないことにして次にいきましょう。


わりとシンプルな回路図ですね。こんなん、楽勝やん!…というムードが漂うんですが、油断は禁物、ホルモンは臓物。 あ、勉強に疲れて、つまらないことを書いてしまいましたが、このところ語呂合わせとかも出てきませんしね。 で、この問題

…って、ん? 電源、2個ありますか? このメーターみたな記号のヤツが一見するとメータに見えて、実は電源だったりするとか? で
 
と、ここは普通にオームの法則を使って計算してと。 で、続いて
 
となって、どうやら電源というのは電圧源と電流源の2つに分けて考えられるみたいなんですけど。 わかりにくいので変形します。…って、そんな簡単に変形していいものなのかどうなのか、僕には判断がつかないんですが

いや、なんだか簡単に答えが出ちゃいましたね。 I1 の電流を求めるところは、抵抗の比で分流するというヤツですか? 全体が3+5=8で、そのうち R2 のほうの5の分だけ、R1 のほうに流れるという。 ということで、電圧源のほうから流れる電流 0.5Aと、電流源のほうから流れる電流 1.25Aを足して、答えは 1.75A…と言いたいところなんですが、そんなの選択肢には無いので、もしかして方向が逆なんじゃ?…と考えて、1.25−0.5=0.75A で、正解は(5)


わかりにくい回路ですな。 この問題集を作った人も、わかりにくいやん!…と思ったみたいで

相変わらず、いとも簡単に変形してくれるんですが、とりあえず菱形の対辺の抵抗を掛け合わせて、それが等しい数字になれば平衡ということになるんでしたっけ? 何だか分かりにくくて閉口してしまいますが

…と、更に回路はシンプルになりました。開放でも短絡でもどっちでもいいって、そんないい加減なことで本当に大丈夫なのか、ちょっと心配ではあるんですが

何だか、いとも簡単にスイスイと回答してくれましたが、要はこれ、回路をブリッジらしく変形出来るかどうかがポイントであるようです。正解はえーと、(3)ですか。そうですか。


今度はいかにもブリッジらしい回路ですな。世の中、こうでなければなりません。 が、平衡しておりませんな、こりゃ。 問題集を作った人も、その事に気が付いた模様です。

Y−Δ (スター・デルタ) というのは電動ポンプ業界で仕事をしてると頻繁にお目にかかることになるんですが、Δ−Y変換というのは初めて聞きました。 いきなり、下図となりますと言われても、どうしてこうなるのかさっぱり分からんのですが、えーと、Δ−Y変換。これですか。

分かりにくいですなー。分かりにくいので、もう少し分かりやすく整理すると

となります。下の辺 “A” を、右端の点を軸に回転させて、外に放り出すようなイメージですかね? 底辺世間の外へ。…という、格差社会のような変換だと思えばいいんですが、 “B” の位置が上層部、 “C” が中間層だとすると、上層部の地位は変らず中間層は底辺に落ちると。 そのようにビジュアル的に “ABC” を “abc” に変換してやればいいんですが、後はそれぞれ、数値を計算してやればいいわけです。分母は3つの数字の和なので、三和シャッターに勤務。  分母は2つの数字の順繰りな掛け算なので、2つの仕事を掛け持ち。 そうでもしないと生活が苦しいんでしょう。 父は何をしているんだ!?…と思わずにはいられませんが、父は愛人の乳を揉んでたりして、道楽に耽っているものと思われます。 で、あとは

となって、よって正解は(3)

 とまあそんなことで、まだ例題は2つほど残っているんですが、何だかどっと疲れたので、今日のところは以上です。


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