B問題
上期
電験三種 理論 2022年度 上期 問16(b)
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図は,抵抗Rab[kΩ]のすべり抵抗器,抵抗Rd[kΩ],抵抗Re[kΩ]と直流電圧Es =12 Vの電源を用いて,端子H,G間に接続した未知の直流電圧[V]を測るための回路である。次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし,端子Gを電位の基準(0V)とする。 (b) 次に,直流電圧3Vの電源を取り外し,未知の直流電圧Ex[V]の電源を端子H,G間に接続した。ただし,端子Gから見た端子Hの電圧をEx[V]とする。抵抗Rd=2kΩ,抵抗Re=22kΩとしてすべり抵抗器の接触子Cの位置を調整し,すべり抵抗器の端子Bと接触子C間の抵抗Rbc=12kΩとしたときに,検流計の電流が零となった。このときのEx[V]の値として,最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。
正解と解説
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正解 1
-5
Rd=2kΩ、Re=22kΩに変えると、接地点(0V)から見て端子Aの電位は+12×2/(2+22)=+1V、端子Bの電位は−12×22/(2+22)=−11Vになる。接触子Cの電位はBを起点にRbc分だけ上がるのでVc=−11+12×(Rbc/Rab)=−11+12×(12/24)=−11+6=−5Vである。検流計の電流が零ということは端子Hの電位がCの電位と等しいということなので、Gから見た端子Hの電圧Ex=−5Vとなる。