【50 Hz のとき】インピーダンスの大きさ Z₅₀ = V/I = 100/20 = 5 Ω。
令和6年度 下期 第三種電気主任技術者 理論 問9
4 Ωの抵抗と静電容量が C [F] のコンデンサを直列に接続した RC 回路がある。この RC 回路に、周波数 50 Hz の交流電圧 100 V の電源を接続したところ、20 A の電流が流れた。では、この RC 回路に、周波数 60 Hz の交流電圧 100 V の電源を接続したとき、RC 回路に流れる電流の値 [A] として、最も近いものを次の (1)〜(5) のうちから一つ選べ。
選択肢
解説
結論 → 詳細 → 補足 の 3 層構成
展開閉じる
解説
結論 → 詳細 → 補足 の 3 層構成
詳細Layer 2展開閉じる
R = 4 Ω なので、容量性リアクタンス Xc₅₀ = √(Z₅₀² − R²) = √(25 − 16) = 3 Ω。
【60 Hz のとき】Xc = 1/(2πfC) は周波数に反比例するので、Xc₆₀ = 3 × 50/60 = 2.5 Ω。
インピーダンスの大きさ Z₆₀ = √(4² + 2.5²) = √(16 + 6.25) = √22.25 ≒ 4.717 Ω。
電流 I₆₀ = 100/4.717 ≒ 21.2 A。よって正答は (3)。
各選択肢の解説
- (1)
16.7
16.7 A となるには Z = 100/16.7 ≒ 5.99 Ω、すなわち Xc = √(5.99² − 16) ≒ 4.46 Ω が必要である。60 Hz では Xc は 3 Ω より小さくなる(2.5 Ω)ので、電流は 20 A より増える。20 A より小さい値は成立しない。
- (2)
18.6
18.6 A となるには Z ≒ 5.38 Ω、Xc ≒ 3.6 Ω が必要である。これは 50 Hz の 3 Ω より大きく、周波数が上がると Xc が減少する関係に反する。正しい Xc は 2.5 Ω で、電流は 21.2 A となる。
- (3)
21.2
正しい。Xc₅₀ = 3 Ω、Xc₆₀ = 2.5 Ω、Z₆₀ = √22.25 ≒ 4.717 Ω、I = 100/4.717 ≒ 21.2 A。
- (4)
24.0
24.0 A となるには Z ≒ 4.17 Ω、Xc ≒ 1.17 Ω が必要である。実際の Xc₆₀ は 2.5 Ω なので一致しない。計算値 21.2 A と比べて大きすぎる。
- (5)
25.6
25.6 A となるには Z ≒ 3.91 Ω が必要だが、直列 RC 回路では Z ≧ R = 4 Ω なので、電流は最大でも 100/4 = 25 A を超えない。よって成立しない。
分野「理論」の学習ポイント
この問題の理解を「分野全体の力」に広げるための足がかり
- 何が問われるか
- 本問の分野で問われる代表的な知識・用語の整理。
- 学習の進め方
- 正解/誤答の選択肢ごとに「なぜ正しい / なぜ違うのか」を1行ずつ言語化すると定着する。
- 関連キーワード
- 理論
この問題を AI と深掘りする
用語解説・選択肢分析・類題生成をその場で対話。クイズモードでは解答→解説がゼロ遷移。
関連する問題
理論 の他の問題
- 第三種電気主任技術者令和6年度 上期 理論 問1図1に示すような,空気を含む二つの誘電体からなる平行平板電極がある。この下部電極を接地し,上部電極に電圧を加えたときの電極間の等電位線の分布を示す断面図として,正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。 ただし,誘電体の導電性及び電極と誘電体の端効果は無視できるものとする…
- 第三種電気主任技術者令和6年度 上期 理論 問2空気中に孤立した半径 a [m] の導体球に帯電できる最大の電荷の値 [C] として、正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。ただし、空気の絶縁耐力及び誘電率はそれぞれ Eₘ [V/m] 及び ε₀ [F/m] とする。
- 第三種電気主任技術者令和6年度 上期 理論 問3磁気に関する量とその単位記号(SI基本単位及び組立単位による表し方)の組合せとして、誤っているものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。 [表] 量 / 単位記号 (1) インダクタンス / Wb/A (2) 磁束 / V/s (3) 磁界の強さ / A/m (4) 磁気抵抗…
- 第三種電気主任技術者令和6年度 上期 理論 問4図のように,A,B 2本の平行な直線導体があり,導体Aには1.2Aの,導体Bにはそれと反対方向に3Aの電流が流れている。導体AとBの間隔がl[m]のとき,導体Aより0.3m離れた点Pにおける合成磁界が零になった。lの値[m]として,最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選…
- 第三種電気主任技術者令和6年度 上期 理論 問5図の直流回路において,抵抗R=10Ω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。
他年度の「理論」問題
第三種電気主任技術者 の同じ分野を年度をまたいで演習する
第三種電気主任技術者 の学習ガイド
モバイル片手演習でIPA試験の隙間時間を稼ぐ|通勤・昼休み・待ち時間の活用
IPA試験対策をモバイル片手で進めるための具体的な工夫を解説。通勤電車・昼休み・待ち時間で 1 日 30 分を稼ぐためのアプリ設定・演習ルーティンを紹介します。
過去問の誤答ふりかえり3ステップ|浅い見直しで時間を捨てないために
過去問演習で誤答した時に『なぜ間違えたか』を 3 ステップで構造化して見直す手順を解説。原因分類・対策メモ・類題演習で、同じミスを 2 回しない学習設計を紹介します。
過去問演習を分散学習で最適化する|エビングハウスとライトナーシステムの実践
分散学習(spaced repetition)の理論を、IPA過去問演習に落とし込む実践手順を解説。ライトナーシステムの活用、復習タイミングの設計、過去問AIでの自動化方法を紹介します。
AI学習ツールと予備校・通信講座の使い分け|IPA試験の最適な組み合わせ
IPA試験対策はAIツール一択ではなく、予備校・通信講座との使い分けが鍵。それぞれの強み・弱みと、組み合わせるべき学習者のタイプ別パターンを解説します。