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電気回路の基礎を教えてください。【問題】白熱電球 …
2011年03月19日
Q.質問
電気回路の基礎を教えてください。【問題】白熱電球AとBがあって、これを100Vの電源に接続すると、それぞれ200W、100Wを消費する。電球Aの抵抗R1=50Ω、R2=100Ωとなった。電球AとBを直列にして100Vの電源に接続したとき、電球Aの消費電力と電球Bの消費電力を求めよ。・・・・・・と問題がありましたが、答えのページがぼやけており、正確な答えが分かりません。・・・・わかる方、よろしくお願いします。
2011年03月20日
A.回答
電球Aと電球Bが直列に接続されているので、合計抵抗「R」を求めます。R=R1+R2 なので、R(Ω)=50(Ω)+100(Ω)R(Ω)=150(Ω)100(V)の電源に150(Ω)の抵抗を接続したとき流れる電流(I)はI=E/R なのでI(A)=100(V)/150(Ω)I(A)≒0.67(A)できることなら、途中での小数計算はしない方がよいです。端数を丸めるため答えが微妙にずれます。わかりやすくするためここでは、0.67(A)としましたが、2/3(A)を使用した方がよいです。電力式 P=I^2*R に代入すると電球AはPa(W)=0.67(A)*0.67(A)*50(Ω)=22.4(W)(電流値として 2/3(A)を使うと、22.2(W)です。)同様に電球BはPb(W)=0.67(A)*0.67(A)*100(Ω)=44.9(W) です。(電流値として 2/3(A)を使うと、44.4(W)です。)覚えておくと便利な式オームの法則:①E=I*R②I=E/R③R=E/I電力式:①P=I*E②P=I^2*R③P=E^2/R*********************************************nanasino2006さんからのご指摘がありましたので補足致します。nanasino2006さんの仰る通り、電球は正の温度特性を持ちます。フィラメントの温度が上がると抵抗が増えます。抵抗が増えると電流が流れにくくなります。また、温度特性以外に、ケーブルの電圧降下もあります。ケーブルの電圧降下は 回路電流×(Rcosθ+Xsinθ)です。ケーブルに電流を流すと温度が高くなり、ケーブルの抵抗も増えます。ケーブルサイズ、電源周波数に依っては、表皮効果も影響します。電源には、内部抵抗(変圧器の場合は%インピーダンス)があります。回路電流が大きくなると、この内部インピーダンスに依る出力端の電圧も変動します。とか有りますが、電気回路の基礎として考えるのであれば、表面に出てこない数値は考えなく構いません。これらのことを考慮して答えを導かなければならない場合は、それらの数値が与えられます。実務であれば、多くのことを考慮しなければならないですが、「電気回路の基礎」であればこれらは無視して構いません。
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本コンテンツはYahooウェブサービスを利用して、Yahoo知恵袋に寄せられた質問と回答からピックアップして、白熱電球についてのQ&Aに回答をしています。ピックアップは自動的に行われていることから、一部不適切な質問が表示される場合がございます。ご了承ください。
