第三種電気主任技術者(電験三種) 過去問
令和7年度(2025年)下期
問6 (理論 問6)
問題文
図のように、内部抵抗r[Ω]、起電力E[V]の電池に抵抗値R[Ω]の可変抵抗器を接続した回路がある。R=2.25Ωにしたとき、回路を流れる電流はI=3Aであった。次に、R=3.45Ωにしたとき、回路を流れる電流はI=2Aとなった。この電池の起電力E[V]の値として、最も近いものを次のうちから一つ選べ。
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問題
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第三種電気主任技術者(電験三種)試験 令和7年度(2025年)下期 問6(理論 問6) (訂正依頼・報告はこちら)
図のように、内部抵抗r[Ω]、起電力E[V]の電池に抵抗値R[Ω]の可変抵抗器を接続した回路がある。R=2.25Ωにしたとき、回路を流れる電流はI=3Aであった。次に、R=3.45Ωにしたとき、回路を流れる電流はI=2Aとなった。この電池の起電力E[V]の値として、最も近いものを次のうちから一つ選べ。
- 9.30
- 7.20
- 7.05
- 6.90
- 6.75
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この過去問の解説 (2件)
01
内部抵抗を考慮した起電力を求める計算問題です。
この問題では、オームの法則を元にした内部抵抗を考慮した公式を使います。
E=I(R+r)
E:起電力
I:電流
R:(外部接続の)抵抗
r:内部抵抗
◆問題文より、条件を整理します
【条件1】
R=2.25[Ω]のとき、I=3[A]
【条件2】
R=3.45[Ω]のとき、I=2[A]
◆【条件1】で式を立てます
E=I(R+r)
=3(2.25+r)
=6.75+3r …①
◆【条件2】で式を立てます
E=I(R+r)
=2(3.45+r)
=6.9+2r …②
◆内部抵抗を求めます
起電力は一定で、
①=②が成立するので内部抵抗は
6.75+3r=6.9+2r
3r-2r=6.9-6.75
r=0.15[Ω]
となります。
◆起電力を求めます
①または②に内部抵抗の値を代入して起電力を求めます。
E=6.75+3r
=6.75+3✕0.15
=7.20[V]
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02
直流回路の起電力E[V]の値を求める問題となります。
解く手順としては与えられている条件が2つあり、そこから未知数である内部抵抗r[Ω]を求めていきます。
【条件1】可変抵抗R=2.25Ω、電流I=3A、内部抵抗r=?[Ω]
【条件2】可変抵抗R=3.45Ω、電流I=2A、内部抵抗r=?[Ω]
以上の条件より、電流値を求めるオームの法則を利用してそれぞれ方程式を立てます。
・電流I[A]=E/R=E/R+r‥①
【条件1】3[A]=E/2.25+rより
・E=3(2.25+r)=3r+6.75‥②
【条件2】2[A]=E/3.45+rより
・E=2(3.45+r)=2r+6.90‥③
上記より②=③が成り立つので、そこから内部抵抗r[Ω]を求めます。
・3r+6.75=2r+6.90
・3r-2r=6.90-6.75
・r=0.15[Ω]
最後に上記で求めたr=0.15[Ω]を②式に代入して起電力E[V]を求めます。
・E=3×0.15+6.75=7.2[V]
よって電池の起電力E[V]の値は7.2[V]となります。
こちらが正しいです。
未知数を求めていく問題は方程式を立てることが重要なので計算力を磨いて頂けたら幸いです。
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