起電力100V・内部抵抗0Ωの直流電源に、抵抗R₁＝30Ωが直列に接続され、その先に抵抗R₂＝20Ωと抵抗R₃＝8Ωとが並列に接続されている。このとき、R₃に流れる電流の値として、適当なものはどれか。
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解答正解 2
R₃を取り外した端子から電源側をみた等価回路を考える。開放端電圧はR₁とR₂による分圧でV₀＝100×20/(30＋20)＝40V、等価内部抵抗は電源を短絡してR₁とR₂の並列としR₀＝30×20/50＝12Ωとなる。したがってR₃に流れる電流はI＝40/(12＋8)＝2.0Aである。直接計算でも、R₂とR₃の並列合成が約5.71Ω、全電流100/35.71＝2.8A、並列部の電圧16V、16/8＝2.0Aと一致する。
選択肢ごとの判定
1R₁・R₂・R₃をすべて直列とみなし100/(30＋20＋8)とした誤り。R₂とR₃は並列である。
2正しい。開放端電圧40V、等価内部抵抗12Ωより、I＝40/(12＋8)＝2.0A。
3R₂の存在を無視して100/(30＋8)とした誤り。R₂にも電流が分流する。
4開放端電圧40Vを等価内部抵抗を無視してR₃だけに加えた誤り。テブナンの等価回路では内部抵抗12Ωを直列に入れる必要がある。