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）｜RL回路の過渡現象

正解：○

RL直列回路の時定数はτ＝L／Rです。単位はH／Ω＝(V·s／A)／(V／A)＝sです。

正解：×

コイルの電流は急に変化できないため、投入直後も電流は0のままです。電流0の素子として、コイルは開放とみなします。

正解：○

定常状態では電流が一定でdi／dt＝0なので、コイルの電圧v＝L di／dtは0です。なお、巻線抵抗Rwのある実際のコイルでは、定常状態でも端子電圧IRwが残ります。

正解：×

時定数τ＝L／Rなので、Rを大きくすると時定数は小さくなり、電流は早く最終値に近づきます。

正解：○

定常状態ではコイルの電圧が0なので、電流は抵抗だけで決まりE／Rです。Lは電流が最終値に達するまでの速さ（時定数）に影響します。

正解：○

投入直後は電流0で抵抗の電圧も0なので、電源電圧Eはすべてコイルに加わります。電流が増えるにつれて抵抗の電圧が増え、コイルの電圧はEe^(−t／τ)で減少します。

正解：×

電流はi＝(E／R)(1−e^(−t／τ))で増加し、t＝τでは1−e⁻¹≒0.632、つまり最終値の約63%に達します。約37%は、放電・減衰の場合に初期値に対して残る割合です。

正解：○

RLC直列回路の過渡応答は、R＜2√(L／C)のとき振動的（減衰振動）、R＞2√(L／C)のとき非振動的になります。

正解：3

正解は3です。

τ＝L／R＝0.5／10＝0.05s＝50ms

1：誤り。L×R（5s）をミリ秒で表した値です。

2：誤り。L（0.5s）をそのままミリ秒で表した値です。

3：正しい。

4：誤り。R／L（10／0.5）を時定数とした値です。

5：誤り。単位の換算を誤った値（0.005s）です。

正解：3

正解は3です。

最終値＝12／4＝3A、時定数τ＝L／R＝0.2／4＝0.05s

i＝3×(1−e^(−0.05／0.05))＝3×(1−0.368)≒1.90A

1：誤り。減衰の式（最終値の36.8%）を使った値です。

2：誤り。最終値の半分とした値です。

3：正しい。

4：誤り。時定数を0.025sと誤り、t＝2τの値（86.5%）を使った値です。

5：誤り。最終値（12／4）です。

正解：5

正解は5です。

抵抗5Ωのとき：最終値10／5＝2A、時定数1／5＝0.2s

抵抗10Ωのとき：最終値10／10＝1A、時定数L／R＝1／10＝0.1s

抵抗を大きくすると、最終値も時定数も小さくなります。

1：誤り。時定数がRに比例するとして、2倍の0.4sとしています。

2：誤り。抵抗を変える前の値のままです。

3：誤り。最終値が抵抗に比例するとしています。

4：誤り。最終値と時定数をRの2乗に反比例するとしています。

5：正しい。

正解：2

正解は2です。

閉じた直後は、コイルの電流は0のままなので、コイルは開放とみなせます。電流はR1→R2の経路だけを流れます。

I＝12／(2＋6)＝1.5A、点aの電圧（R2の電圧）＝6×1.5＝9.0V

コイルはR2と並列なので、コイルの端子電圧も9.0Vです。（十分時間がたつと、コイルは短絡とみなせて端子電圧は0、電流は12／2＝6Aになります）

1：誤り。R1の電圧降下を考えず、電源電圧がそのまま加わるとした値です。

2：正しい。

3：誤り。電源電圧をR1とR2で等しく分けたとした値です。

4：誤り。R1の電圧降下（2×1.5）です。

5：誤り。十分時間がたった後（コイルを短絡とみなせる状態）の値です。