第三種電気主任技術者(電験三種) 過去問
令和7年度(2025年)上期
問10 (理論 問10)
問題文
ただし、スイッチSを閉じる直前に、回路は定常状態にあったとする。
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問題
第三種電気主任技術者(電験三種)試験 令和7年度(2025年)上期 問10(理論 問10) (訂正依頼・報告はこちら)
ただし、スイッチSを閉じる直前に、回路は定常状態にあったとする。
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この過去問の解説 (2件)
01
スイッチSをt=0sで閉じると、回路構成が変化し、コイルとコンデンサを含むRLC回路の過渡現象が生じます。
スイッチ投入直前は定常状態であり、コイル電流は急変できず、コンデンサ電圧も瞬時には変化しないという性質を考慮して、電流iSの時間変化を判断します。
スイッチ投入直後に電流が1Aから減少し、その後回復する波形を示しています。
しかし、スイッチ投入直前は開回路であり、iSは流れていません。
電流が初期値1Aから始まることはなく、この波形は初期条件と一致しないため不適切です。
よってこの選択肢は誤りです。
電流が0Aから単調に増加して定常値に達する波形です。
これはRL回路の典型的な応答であり、コンデンサを含む本回路では、エネルギーの蓄積と放出による振動的な挙動が無視されているため、適切とはいえません。
よってこの選択肢は誤りです。
スイッチ投入直後に電流が0Aから増加し、定常値を一度上回った後、減衰しながら定常値に収束する波形を示しています。
コイル電流は不連続に変化できず、またコンデンサの影響により過渡的な振動が生じるため、このようなオーバーシュートを伴う波形となります。
したがって、この回路の電流iSの挙動を最も適切に表していますので、この選択肢が正解です。
電流が0Aから増加した後に大きくオーバーシュートする波形ですが、立ち上がりが直線的であり、コイルを含む回路の初期挙動として不自然です。
実際には、インダクタンスの影響により電流の変化はなめらかになります。
よってこの選択肢は誤りです。
スイッチ投入直後から一定の電流が流れる波形です。
しかし、コイルを含む回路では電流は瞬時に変化できないため、t=0sで突然一定値になることはありません。
よってこの選択肢は誤りです。
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02
回路にあるスイッチSをt=0sで閉じるときの電流値の波形はどのようになるかを問う問題です。
スイッチSを閉じた時は、瞬間的に一定以上に電流値が上がり、その後は落ち着いて一定な値をとります。
誤:スイッチSを閉じた時は、瞬間的に上がっていますが、その後一時的に電流値が下がっています。
このような数値の動きは機械的にあり得ません。
誤:スイッチSを閉じた後、緩やかに上がっていき、その後一定になっています。
回転や直線運動ではこのようになりますが、電流値は瞬間的に変化します。
正:スイッチSを閉じて、瞬間的に上がり、その後安定しています。
よって、これが正しいグラフとなります。
誤:スイッチSを閉じて、比較的緩やかに上がって、その後落ち着いていくような変化になっていますが、電流値でこの変化はありません。
誤:スイッチSを閉じて、瞬間的に上がり、その後は一定という不自然な形式となっています。
回路のスイッチを閉じた瞬間において、電流値の変化のグラフについて形式を問う問題でした。
電気的な値の変化は瞬間的に上がり、その後一定値になって落ち着くという流れを感じ取りましょう。
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