問題起電力 18 V の直流電源に 6 Ω の抵抗が直列に接続され、その出力端子 a-b 間に 3 Ω の抵抗が並列に接続されている回路がある。この回路を a-b 端子から見てテブナンの定理を適用し、a-b 間に 4 Ω の負荷抵抗を接続したとき、負荷に流れる電流 [A] として最も近いものを選べ。
- a3.0 A
- b1.8 A
- c1.5 A
- d1.0 A
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正解:d. 1.0 A
正解は「1.0 A」。a-b 端子から電源側を見た開放電圧は 18×3/(6+3)=6 V、電源を短絡したときの内部抵抗は 6 Ω と 3 Ω の並列で 6×3/(6+3)=2 Ω となる。したがって負荷 4 Ω に流れる電流は 6/(2+4)=1.0 A である。直接解いても、3 Ω と 4 Ω の並列 12/7 Ω を用いて a-b 間電圧 4 V、電流 1.0 A となり一致する。「3.0 A」は誤り。6 V を内部抵抗 2 Ω だけで割った値で、負荷抵抗 4 Ω の分を含めていない。「1.8 A」は誤り。並列の 3 Ω を無視して、18 V を 6 Ω と 4 Ω の直列として 18/(6+4) を計算した値である。「1.5 A」は誤り。内部抵抗 2 Ω を無視して、開放電圧 6 V を負荷 4 Ω だけで割った値である。
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