電気基礎講座P44-Q03の問題について
解き方としては、断線部分をまずないものとして直列の回路図として考え
- 電圧を100V+100Vで200V
- 直列なので、20Ω+30Ω＝50Ω
- 200Vを50Ωで割り算し4Aを出す
- そして20Ωと30Ωの電圧を導き出し80Ω・120Ωとする。
それからa点が100V・b点の電圧200-80=120Vですが、どうしてそうなるのかがよくわかりません。
御質問承りました。考え方として、1～4まで、全く問題ありません。
電圧というのは、相対的なものです。例えば、乾電池は1.5Vの電圧ですが、マイナス端子を基準にすればプラス端子が+1.5V、プラス端子を基準にすれば、マイナス端子がー1.5Vの電圧になります。
1の段階で、「電圧を100V+100Vで200V」としていますが、これは暗黙のうちに、回路の一番下の電線を基準の0Vとし、端子aが+100V、そして上の電池の＋端子が+200Vとしています。逆に、a端子を基準にして、上側の電池の＋端子を+100V、下側の電池のー端子をー100Vと考えても構いません。
以上のことを念頭に置いて、暗黙のうちに一番下の電線を基準の0Vとして考えます。端子a・b部分を無いものとして考えると、100Vの電池が2個直列、そして負荷に20Ωと30Ωの合計50Ωがつながっています。負荷の30Ωの下側端子が0V、20Ωの上側端子が+200Vですから、ここに流れる電流は、オームの法則から200÷50＝4A。すると、20Ωの両端に発生する電圧が4×20＝80V、30Ωの両端に発生する電圧が4×30＝120V。従って、30Ωの下側の端子が0V、上側の端子が120V。
ここで、端子aは、一番下の線を0Vとして考えると+100Vが出ていますから、a-b間の電圧は120-100＝20V、以上答えとなります。