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2G 登録試験 2014年10月 問題32
図に示す電気回路において、次の文章の（ ）に当てはまるものとして、適切なものはどれか。ただし、バッテリ及び配線等の抵抗はないものとする。
12V用の電球を12Vの電源に接続したときの抵抗が6Ωである場合、この状態で3時間使用したときの電力量は( )である。
解説
選択肢(4)が適切です。
基礎自動車工学・基礎的な原理・法則からの出題です。
必要なものは何かといえば電力量の式です。
電力量の単位は、一般にワット時[Wh]を用いて表します。
と言うことは、電力を求めて時間を掛けてやれば良いということが分かりました。
では、電力を求めてみましょう。
与えられている情報は、バッテリV＝ 12[V]、電球を点灯させたときの抵抗がR＝6[Ω]だということです。
電力を与えられたこの情報から求めてもいいし、シンプルな回路だから電流を求めて、電流と電圧を掛け算してもよいです。
電力 P＝V 2／R
と表すことができます。
一挙に電力量を求めてみましょう。
| V2 R |
×t＝ | 144 6 |
×3 |
| ＝ | 144
2 |
||
| ＝ | 72 | ||
というわけで、72[Wｈ]なので、選択肢(4)が適切ということになりました。
ここからは余談です。
この例題の電球の抵抗値はちょいとでかいかもしれません。
もっとも一般的には低抵抗です。 電球の抵抗は温度が上がると抵抗が高くなります。
要するに温度変化に対して電球抵抗値が一定ではありません。
それが、ランプ抵抗の特徴です。
コンスタンタン・フィラメントのように温度が上がると抵抗が下がるのは例外です。
電球の抵抗値が変化しますから、電球を含む電気回路の計算は一般的には厄介なものになります。
上記の問題は、電力量が理解できているかという趣旨ですので、そういう点では、とても良い問題だと思います。
でも くるまの前も後ろもだんだんLED電球になってきています。
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