電気通信主任技術者 電気通信工学の基礎 練習問題 第14問: 抵抗 R=5 Ω とコイルとコンデンサを直列に接続した同調回路に、実効値 1 V の正弦波電圧を加えた。電源の周波数は回路の共振周波数で、そのときの誘導性リアク
電気通信工学の基礎
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第14問
抵抗 R=5 Ω とコイルとコンデンサを直列に接続した同調回路に、実効値 1 V の正弦波電圧を加えた。電源の周波数は回路の共振周波数で、そのときの誘導性リアクタンスと容量性リアクタンスはともに 150 Ω である。コンデンサの端子電圧 (実効値) として、正しいものはどれか。ただし、コイルの抵抗は無視する。
解答と解説を先に見る
先に見ると、この問題は今回は育ちません。
正解: 2. 30 V
「30 V」が正しい値です。共振時は誘導性リアクタンスと容量性リアクタンスが打ち消し合い、回路のインピーダンスは抵抗だけの 5 Ω になります。
電流は I=V/R=1 V÷5 Ω=0.2 A で、コンデンサの端子電圧は VC=I×XC=0.2 A×150 Ω=30 V です。これは電源電圧の Q=XC/R=150÷5=30 倍にあたり、直列共振回路の電圧拡大と呼ばれます。
「0 V」は、コイルとコンデンサの電圧が逆位相で打ち消し合い、2 つを合わせた電圧が 0 になることを、コンデンサ 1 個の電圧と取り違えたものです。「1 V」は部品の電圧が電源電圧を超えないと誤ったものです。
「150 V」は電源電圧の数値 1 に XC の 150 を直接掛け、電流を R から求めていない値です。共振時の電流は R だけで決まり、コイルやコンデンサの電圧は I×X で求めると覚えましょう。
関連キーワード: 直列共振・Q・電圧拡大・同調回路
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