第三種電気主任技術者試験 直流回路と交流回路 練習問題 第13問: 起電力 24 V・内部抵抗の無視できる直流電源、抵抗 R = 8 Ω、インダクタンス L = 0.4 H のコイル (巻線の抵抗は無視する) およびスイッチ S

正解: 3. 0.05、3

(τ、I) は「0.05、3」が正しい組合せです。RL 直列回路に直流電圧 E を加えると、電流は 0 から指数関数的に増えて E/R に近づき、その速さを表す時定数は τ = L/R です (OpenStax『University Physics Volume 2』§14.4)。τ = 0.4/8 = 0.05 s、十分に時間がたつとコイルの電圧が 0 になるので I = 24/8 = 3 A です。「20、3」は時定数を R/L = 8/0.4 と逆にした誤りです。「0.05、1.9」は、t = τ のときの電流 3 × (1 − e⁻¹) ≒ 1.9 A (最終値の約 63 %) を最終値と混同した誤りで、「20、1.9」は R/L とこの混同を重ねた誤りです。「3.2、0」は L × R = 0.4 × 8 とした誤りに、閉じた直後の電流 0 A を重ねたものです。時定数の単位は H/Ω = s で、L が大きいほど、R が小さいほど電流の立ち上がりが遅くなる点も押さえましょう。

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