クレーン・デリック運転士 過去問
令和5年(2023年)4月
問22 (原動機及び電気に関する知識 問2)
問題文
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問題
クレーン・デリック運転士試験 令和5年(2023年)4月 問22(原動機及び電気に関する知識 問2) (訂正依頼・報告はこちら)
- 抵抗を直列につないだときの合成抵抗の値は、個々の抵抗の値のどれよりも大きい。
- 導体でできた円形断面の電線の場合、断面の直径が同じまま長さが2倍になると抵抗の値は2倍になり、長さが同じまま断面の直径が2倍になると抵抗の値は4分の1になる。
- 抵抗の単位はオーム(Ω)で、1000000Ωは1MΩとも表す。
- 回路の抵抗が同じ場合、回路に流れる電流が大きいほど回路が消費する電力は大きくなる。
- 回路に流れる電流の大きさは、回路の抵抗に比例し、回路にかかる電圧に反比例する。
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この過去問の解説 (3件)
01
電圧、電流、抵抗、電力に関する基本的な物理法則や計算原則に基づき、それぞれの記述が正しいかどうかを 検討します。以下に各選択肢を詳しく解説します。
この記述は正しいです。
抵抗を直列につないだ場合、合成抵抗は各抵抗の値を単純に足した値となります。そのため、合成抵抗の値は 常に各抵抗値の中で最も大きい値を超えることになります。この記述は適切です。
この記述は正しいです。
導体の抵抗は以下の式で表されます: R=p L/A ここで、 Pは抵抗率、 Lは導体の長さ、 Aは断面積です。 長さを2倍にすると、抵抗も2倍になります。 断面の直径が2倍になると、断面積はπ(d/2)2乗に比例するため4倍になります。その結果、抵抗は1/4になります。したがって、この記述は正しいです。
この記述は正しいです。
抵抗の単位はオーム(Ω)であり、1MΩ(メガオーム)は1000000Ωを意味します。この記述は適切です。
この記述は正しいです。
回路の抵抗が一定の場合、電流が増加すれば、消費電力も増加します。消費電力は以下の式で表されます: P=I2乗R ここで、I は電流、Rは抵抗です。電流が大きくなるほど、消費する電力も増大します。
この記述は誤りです。
オームの法則に基づき、回路に流れる電流は次のように表されます:I=V/R
ここで、Iは電流、Vは電圧Rは抵抗です。
電流は抵抗に反比例し、電圧に比例します。この記述では「抵抗に比例し、電圧に反比例する」となっており、オームの法則と逆の関係を示しているため誤りです。
適切でない記述は選択肢5です。 電流は抵抗に反比例し、電圧に比例します。この選択肢はオームの法則に反するため誤りです。他の選択肢はすべて正しい記述です。
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02
電圧、電流、抵抗及び電力に関する問題です。
この問題では電気の公式を正しく理解しているのが問題を解く近道となります。
正しい記述です。
抵抗を直列につないだときの合成抵抗の値は、個々の抵抗の値のどれよりも大きいです。
正しい記述です。
導体でできた円形断面の電線の場合、断面の直径が同じまま長さが2倍になると抵抗の値は2倍になり、長さが同じまま断面の直径が2倍になると抵抗の値は4分の1になります。
正しい記述です。
抵抗の単位はオーム(Ω)で、1000000Ωは1MΩとも表します。
1ミリオンです。
正しい記述です。
回路の抵抗が同じ場合、回路に流れる電流が大きいほど回路が消費する電力は大きくなります。
記述が逆になっており、正しくは電流の大きさは、回路の電圧に比例し、回路の抵抗に反比例します。
電圧=電流×抵抗、電力=電流×電圧の2つの公式は絶対に覚えておきましょう。
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03
電気の知識は単なる理論ではなく、機械の不調やトラブルの原因を理解するための基礎となります。
「オームの法則」や「電力の計算」は避けて通れませんが、公式の意味さえ分かれば決して難しくありません。
この問題は、電気の基本法則(オームの法則、電力の公式、合成抵抗)を正しく理解しているかを問うものです。
この問題を解くには、以下の3つの公式と原則を頭に入れておく必要があります。
オームの法則:I=E/R (電流 = 電圧 ÷ 抵抗)
電流は電圧に比例し、抵抗に反比例します。
電力の公式:P=I2×R
消費電力は、電流の2乗に比例して大きくなります。
電線の抵抗:長さが長いほど電流は通りにくく(抵抗大)、太いほど通りやすい(抵抗小)。
× 正しい記述です。
抵抗を「直列(一列)」につなぐということは、電気の通り道がどんどん長くなるようなものです。
邪魔者が増えるので、全体の抵抗(合成抵抗)は、足し算でどんどん大きくなります。
結果として、個々のどの抵抗よりも大きな値になります。
× 正しい記述です。
電線の抵抗は、「長さ」に比例し、「断面積」に反比例します。
・長さが2倍になれば、抵抗も2倍になります。(長いトンネルは通りにくい)
・直径が2倍になれば、断面積は4倍(半径×半径×3.14)になります。
面積が4倍になれば、通りやすさは4倍、つまり抵抗は4分の1になります。
広いトンネルは通りやすい、というイメージです。
× 正しい記述です。
抵抗の単位はオーム(Ω)です。
大きな数値を表す際、0を省略するために「M(メガ)」という単位を使います。
1M(メガ)は100万(1,000,000)を表すので、1,000,000Ω = 1MΩ という表記は正しいです。
× 正しい記述です。
電力(P)を求める公式の一つに、P=I2×R(電力=電流の2乗×抵抗)があります。
この式からも分かる通り、抵抗が一定であれば、流れる電流が大きくなればなるほど、消費する電力(P)は大きくなります。
◯ 誤った記述(正解)です。
オームの法則は、I=E/R(電流=電圧÷抵抗)です。 この式を言葉にすると、 「電流は、電圧(分子)に比例し、抵抗(分母)に反比例する」となります。
記述では「抵抗に比例し、電圧に反比例する」と完全に逆になっています。
抵抗が大きければ電流は流れにくく(反比例)、電圧が高ければたくさん流れる(比例)のが自然の理です。
【重要ポイント】
オームの法則:電流は電圧に比例、抵抗に反比例。
電力:電流が増えればパワー(電力)も増える。
電線の抵抗:長くなれば増える。太くなれば(断面積が増えれば)激減する。
「電圧が高いほどビリビリくる(電流大)、抵抗が大きいほど電気が来ない(電流小)」。
この感覚があれば、数式を忘れても正解できます。
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