電気回路について

質問

電気回路の問題でわからないことがあるので教えてください。

電気回路上の2点aとbに対して、点aの電圧が15v、点bの電圧が5vである。
(1)点aを基準にして、点bとの電位差をもとめよ。
(2)点bを基準にして、点aとの電位差を求めよ。
(3)点a-b間に500オームの抵抗を接続した時、この抵抗に流れる電流を求めよ。

どれか一つでもいいので回答よろしくお願いします。

回答No.12

178-tall

ANo.2 にあともどり…。

>(テブナン定理を参照)

参考 URL >A.3 テブナンの定理，ノートンの定理
など、ご一読ください。
　　　↓

参考URL：

http://ayumi.cava.jp/audio/appendix/node4.html

お礼

遅くなり申し訳ありません。参考になります。ありがとうございました。

回答No.11

178-tall

>答えは0.02Aではダメということなのですか？

問題文の情報だけではそれすら判断できない、ということです。

「電気回路上の2点aとb」から回路内をみこんだ内部抵抗がゼロなら、正解。ゼロでなければ不正解。

…なのですが、どちらなのか不明ですから。

お礼

遅くなり申し訳ありません。参考になります。ありがとうございました。

回答No.10

178-tall

ANo.8 の一例では、a-b 間に500Ωの抵抗を接続すると、15 V 直流電源 E + 側　-(a)-　100 // 500 Ω　-(b)-　50 Ω - E - 側　なる直列閉路になりますネ。

その場合の 100 // 500 Ω に流れる電流を求め、さらに 500 Ω への分流分を求める、という手もあります。
(結果は、0.0188 A)

いずれにせよ、a-b 間から回路を見込んだ抵抗が 0 の場合 (0.02 A) とは異なる結果になる。
ご質問に記された条件だけからは、軽々しく結論をだせないのです。

補足

私の理解力が不足しているのが原因なのですが、答えは0.02Aではダメということなのですか？

回答No.9

info222_

No.5,No.7です。

ANo.7の補足について

>おかげさまで、ほとんどわかったのですが、添付図の15vの電源記号？が3つあるのはなぜでしょうか？

5Vの直流電源（電圧源、電池）と15Vの直流電源（電圧源、電池）は明らかに、電圧の大きさが違います（３倍）。
このように明らかに電圧が３倍とか、差が大きい場合には、その差を強調したい場合、電池の記号を直列接続した記号（間の縦棒は省略される場合もある）を使うケースがあります（今回のようにた方の３倍の電圧になっているような場合）。
特に、直流電圧の差を強調しなくても構わない場合、（見る人が勘違いしないよう配慮する）必要ない場合は、電圧の大きさが異なっていても電池の記号を一個描いて直流電圧源を表すこともあります。

片方が6.5V、もう一方が8Vのような直流電圧源の場合や
片方がxV、もう一方が yVのような文字の直流電圧源の場合
などは、電池の記号を共に１つずつ描けば良いでしょう。
臨機応変に使い分ければいいかと思います。

お礼

ありがとうございます。

とても分かりやすかったです。
これからもよろしくお願いします。

回答No.8

178-tall

>抵抗回路向けに言いなおしますと…。
>原題に、a-b 間から回路を見込んだ抵抗 Rin を勘定できるだけのデータを与えられているのでは？

「何のハナシ？」みたいな「空気」ので、簡単な一例を…。

15 V 直流電源 E + 側　-(a)-　100 Ω　-(b)-　50 Ω - E - 側　なる直列閉路を想定。
明らかに Va = 15 V, Vb = 5 V 。

その a-b 間に500Ωの抵抗を接続したら？

a-b から見込んだ内部抵抗 Ri = 100 // 50 = 33.3 (Ω) 。
500Ωの抵抗に流れる電流 i は、
　i = (Va - Vb)/(33.3 + 500) = 10/533.3 = …

…という勘定の仕方がある、というハナシでした。

お礼

遅くなり申し訳ありません。参考になります。ありがとうございました。

回答No.7

info222_

No.5です。

ANo.5の補足の質問の回答

>(1)、(2)はわかったのですが、(3)の15(v)-5(v)にする理由がわかりません。
>回答よろしくお願いします。

添付図をご覧ください。
抵抗500[Ω]のa側の電位は+15[V],
抵抗500[Ω]のb側の電位は+5[V]
ですからこの抵抗にかかる電位差は
(a側の電位)-(b側の電位)=15[V]-5[V]=10[V]
となります。

お分かりになりましたか？
流れる電流は、この抵抗の両端にかかる電位差を抵抗値で割った大きさの電流が流れます。電流の向きは、電位の高い方から低い方に向かって流れます。
　I=10[V]/500[Ω]=1/50=0.02[A]
電流の向きは抵抗のa側からb側に向かって流れます。

補足

素晴らしい回答ありがとうございます。

おかげさまで、ほとんどわかったのですが、添付図の15vの電源記号？が3つあるのはなぜでしょうか？

回答No.6

178-tall

>補足
>インピーダンスについても授業ではあまり習ってないのでその可能性は低いと思います

「インピーダンス」は、交流回路用語でした。
これは直流回路 (抵抗回路) のお題みたいですね。

抵抗回路向けに言いなおしますと…。

原題に、a-b 間から回路を見込んだ抵抗 Rin を勘定できるだけのデータを与えられているのでは？

お礼

遅くなり申し訳ありません。参考になります。ありがとうございました。

回答No.5

info222_

(1)
5[V]-15[V]=-10[V] …（答）

(2)
15[V]-5[V]=+10[V] …（答）

(3)
(15[V]-5[V])/500[Ω]=10/500=0.02[A]
点a側から点b側に向かう方向へ0.02[A]の電流が流れる。
ただし、a側、b側には、共通接地で、それぞれ15[V],5[V]の電圧源(内部抵抗０[Ω])が接続されているものとしています。

補足

回答ありがとうございます。
(1)、(2)はわかったのですが、(3)の15(v)-5(v)にする理由がわかりません。
回答よろしくお願いします。

回答No.4

178-tall

>「a-b 間から回路を見込んだインピーダンス Zin 」がわからねば、勘定のしようがありません。

　　↓　当方の憶測ですけど…

おそらく原題には、Zin を勘定できるだけのデータを与えられているのでは？

お礼

何度もありがとうございます

補足

インピーダンスについても授業ではあまり習ってないのでその可能性は低いと思います

回答No.3

178-tall

>(1)値は - になってもいいのですか?

(1), (2) の結果を区別するには極性 (±) を付けることが必要、だと思います。

>(3)詳しい数値は与えられていないので、問題文の値だけでいいと思います。

「a-b 間から回路を見込んだインピーダンス Zin 」がわからねば、勘定のしようがありません。

お礼

遅くなり申し訳ありません。参考になります。ありがとうございました。