電源電圧を E とする。2Ω の抵抗は電源と直列なので、2Ω を流れる電流は回路全体の電流 I に等しい。
令和7年度 上期 第三種電気主任技術者 理論 問7
図のような直流回路において,スイッチSを閉じているとき,2Ωの抵抗を流れる電流は,スイッチSを開いたときの電流の3倍であった。Rの値[Ω]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
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解説
結論 → 詳細 → 補足 の 3 層構成
詳細Layer 2展開閉じる
【S を開いたとき】R は回路から切り離され、E に 2Ω と 10Ω が直列に接続される。
I_開 = E / (2 + 10) = E / 12
補足Layer 3展開閉じる
【S を閉じたとき】10Ω と R が並列になり、その並列部分に 2Ω が直列に接続される。
並列合成抵抗 R_p = 10R / (10 + R)
I_閉 = E / (2 + R_p)
【条件 I_閉 = 3 × I_開】
E / (2 + R_p) = 3E / 12 = E / 4
2 + R_p = 4
R_p = 2 Ω
10R / (10 + R) = 2
10R = 20 + 2R
8R = 20
R = 2.5 Ω
検算: R = 2.5 Ω のとき R_p = 25 / 12.5 = 2 Ω、全抵抗 4 Ω、I_閉 = E/4。I_開 = E/12 なので比は 3 倍となり条件を満たす。電流の比だけを使うため、R は E の値や極性によらず求まる(E ≠ 0)。
よって正答は (1) 2.5 Ω。
各選択肢の解説
- (1)
2.5
正しい。R = 2.5 Ω のとき 10Ω との並列合成抵抗は 10×2.5/(10+2.5) = 2 Ω、全抵抗は 2 + 2 = 4 Ω。S 開放時の全抵抗 12 Ω との比は 12/4 = 3 となり、電流がちょうど 3 倍になる。
- (2)
3.5
誤り。R = 3.5 Ω のとき並列合成抵抗は 35/13.5 ≒ 2.59 Ω、全抵抗は約 4.59 Ω。電流比は 12/4.59 ≒ 2.61 倍で 3 倍に届かない。
- (3)
0.5
誤り。R = 0.5 Ω のとき並列合成抵抗は 5/10.5 ≒ 0.476 Ω、全抵抗は約 2.476 Ω。電流比は 12/2.476 ≒ 4.85 倍となり 3 倍を大きく超える。
- (4)
1.5
誤り。R = 1.5 Ω のとき並列合成抵抗は 15/11.5 ≒ 1.304 Ω、全抵抗は約 3.304 Ω。電流比は 12/3.304 ≒ 3.63 倍で 3 倍を超える。
- (5)
4.5
誤り。R = 4.5 Ω のとき並列合成抵抗は 45/14.5 ≒ 3.10 Ω、全抵抗は約 5.10 Ω。電流比は 12/5.10 ≒ 2.35 倍で 3 倍に届かない。
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