交流回路 ステップアップ問題
図1のように、抵抗R0=16[Ω]インピーダンスZ[Ω]の誘導性負荷(抵抗R[Ω]、誘導性リアクタンスX[Ω])を直列に接続した交流回路がある。
正弦波交流電圧E=10√3[V]の電源をこの回路に接続したところ、R0の端子間電圧の大きさ、誘導性負荷の端子間電圧の大きさは、それぞれ10[V]であった。
次の(a)及び(b)に答よ。
(a) 回路図に流れる電流をI[A]とすれば、E、R0I、ZIの関係をベクトル図で表すと図2のようになる。電流I[A]の大きさの値と、電圧Eと電流I[A]の位相差θ[°]の値として、正しいものを組み合わせたものは次のうちどれか。
電流I[A]の大きさ | 位相差θ[°] | |
(1) |
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(2) |
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(3) |
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(4) |
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(5) |
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(b) E、(R0+R)I、XIの関係をベクトル図で表すと図3のようになる。これより、R[Ω]とX[Ω]の値として最も近いものを組み合わせたものは次のうちどれか。
R[Ω] | X[Ω] | |
(1) |
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(2) |
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(3) |
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(4) |
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(5) |
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答え (a)−(4)、(b)−(2)
図は、破線で囲んだ未知のコイルのインダクタンスLx[H]と抵抗Rx[Ω]を測定するために使用する交流ブリッジ(マクスウェルブリッジ)の等価回路である。このブリッジが平衡した場合のインダクタンスLx[H]とRx[Ω]の値として、正しいものを組み合わせたのは次のうちどれか。
ただし、交流ブリッジが平衡したときの抵抗器の値はRp[Ω]、Rq[Ω]、標準コイルのインダクタンスと抵抗の値はそれぞれLs[H]、Rs[Ω]とする。
(1) |
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(2) |
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(3) |
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(4) |
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(5) |
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答え (4)
図の交流回路において、回路素子は、インダクタンスLのコイル又は静電容量Cのコンデンサである。この回路に正弦波交流電圧v=500sin(1000t)を加えたとき、回路に流れる電流はi=-50cos(1000t)であった。
このとき、次の(a)及び(b)に答えよ。
(a) 回路素子の値として、正しいのは次のうちどれか。
(1) C=100[nF] (2) L=10[mH] (3) L=100[mH] (4) C=10[nF] (5) C=10[μF]
(b) この回路素子に蓄えられるエネルギーの最大値Wmax[J]の値として、正しいのは次のうちどれか。 ただし、インダクタンスの場合(Li2)/2の、静電容量の場合の(Cv2)/2のエネルギーが蓄えられるものとする。
(1) 125 (2) 25 (3) 12.5 (4) 6.25 (5) 2.5
答え (a)−(2)、(b)−(3)