電験三種（第三種電気主任技術者） 理論 一問一答・五肢択一（全12問）｜電力・電力量と最大電力の条件

正解：○

P＝V²／Rなので、Rが一定のとき消費電力は電圧の2乗に比例し、電圧2倍で4倍になります。

正解：×

1kW·h＝1,000W×3,600s＝3.6×10⁶Jです。3.6×10³Jは1W·h（1W×3,600s）にあたります。

正解：○

直列では電流Iが共通なので、P＝I²Rより消費電力は抵抗値に比例します。

正解：×

並列では電圧Vが共通なので、P＝V²／Rより消費電力は抵抗値に反比例し、抵抗値の小さいほうが大きくなります。

正解：×

負荷の電力P＝E²R／(R＋r)²は、R＝rのとき最大になります（最大電力供給の条件）。

正解：○

R＝rのとき、負荷と内部抵抗には同じ電流が流れ、抵抗値も等しいので、消費電力は等しくなります。負荷の電力はE²／(4r)で、全体の電力E²／(2r)の50%です。

正解：2

正解は2です。

抵抗値R＝V²／P＝100²／500＝20Ω

80Vのときの消費電力P＝80²／20＝320W

（電圧の比の2乗を使って、500×(80／100)²＝320W としても同じです）

1：誤り。電圧の比を4乗した値（500×0.8⁴）です。

2：正しい。

3：誤り。消費電力が電圧に比例するとした値（500×0.8）です。

4：誤り。電圧によらず定格の電力のままとした値です。

5：誤り。消費電力が電圧の2乗に反比例するとした値（500÷0.8²）です。

正解：4

正解は4です。

発熱量Q＝Pt＝1,000W×(30×60)s＝1.8×10⁶J＝1.8MJ

（1kW·h＝3.6MJなので、0.5kW·h×3.6＝1.8MJ としても同じです）

1：誤り。kJ単位の値（1kW×1,800s）を、MJとして答えた値です。

2：誤り。1kW×30分のように、時間を分のまま掛けた値です。

3：誤り。1時間使用したときの値です。

4：正しい。

5：誤り。電力量〔kW·h〕（1kW×0.5h）で、ジュールに換算していない値です。

正解：3

正解は3です。

負荷の電力は、負荷抵抗が内部抵抗に等しい（R＝3Ω）とき最大になります。

I＝12／(3＋3)＝2A、P＝I²R＝2²×3＝12.0W

（公式 Pmax＝E²／(4r)＝144／12＝12W）

1：誤り。負荷抵抗を0とみなし、E²／rとした値です。

2：誤り。負荷と内部抵抗で消費される電力の合計（E²／(2r)）です。

3：正しい。

4：誤り。負荷抵抗を内部抵抗の2倍（6Ω）としたときの電力です。

5：誤り。最大電力にさらに効率50%を掛けた値です。

正解：4

正解は4です。

R2とR3の並列合成抵抗＝(6×3)／(6＋3)＝2Ω、全体＝2＋2＝4Ω

全電流I＝30／4＝7.5A、並列部分の電圧＝7.5×2＝15V

R3の消費電力＝15²／3＝75.0W

1：誤り。電池が供給する全電力です。

2：誤り。全電流7.5AがR3に流れるとした値です。

3：誤り。並列部分（R2とR3の合計）の電力です。

4：正しい。

5：誤り。R2で消費される電力です。

正解：1

正解は1です。

並列なので、各抵抗に60Vが加わります。

20Ω：60²／20＝180W、30Ω：60²／30＝120W、合計300W

（合成抵抗12Ωを使い、60²／12＝300W としても同じです）

1：正しい。

2：誤り。20Ωの抵抗だけの電力です。

3：誤り。合成抵抗を2つの抵抗の平均（25Ω）とした値です。

4：誤り。30Ωの抵抗だけの電力です。

5：誤り。2つの抵抗を直列に接続したときの電力です。

正解：3

正解は3です。

1：正しい。P＝VI＝I²R＝V²／Rです。

2：正しい。ジュールの法則です。

3：誤り。負荷の電力はR＝rのときに最大で、Rをそれより大きくすると電流が減り、電力は小さくなります。

4：正しい。1W×3,600s＝3,600Jです。

5：正しい。R＝rのとき、負荷と内部抵抗の消費電力が等しくなるため、効率は50%です。