第二種電気工事士　学科編

令和３年度　下期　第二種電気工事士試験　筆記試験　午前　問１

問１　図のような回路で，スイッチS₁を閉じ、スイッチS ₂を開いたときの，端子a－b間の合成抵抗［Ω］は。

S₂を開くと、R₃には電流は流れません。導線が切れているのでこれは当然ですが、S₁を閉じると、R₂には電流は流れなくなります。

なぜでしょう？　

回路図を分かりやすくかき変えてみます。

R₃の部分は電流が流れませんので、省いてS₁のところに抵抗R₀を置いてみます。

この回路が、以下のように中学校で習ったような並列回路になっていると、R₀の抵抗値に関わらず、R₂に加わる電圧は電源の電圧の大きさとなるので、流れる電流の大きさも変わりません。

しかし、この問題のR₁のように、もう一つの抵抗が直列に接続されていると、R₁とR₂、R₀の合成抵抗とに電圧が振り分けられます。　　

R₂とR₀の合成抵抗R₂₊₀の式は、

となるため、R₀が小さくなれば、R₂₊₀は小さくなり、０に近づいていきます。 回路図をかき替えると、以下のようになり、R₂₊₀に加わる電圧をＶ₂₊₀、回路を流れる電流をIとすると、R₂₊₀を流れる電流はIとなるので、オームの法則から、

となるため、抵抗の値R₂₊₀が小さくなると、電圧V₂₊₀も小さくなります。

下の図のような回路図に戻って、V₂₊₀が小さくなるとオームの法則より、R₂に流れる電流I₂は小さくなり、最終的に流れなくなります。一方、R₀が十分小さくなれば、導線の部分と同様に電圧が小さくなっても電流はIの大きさで流れます。