42AM52|第42回 第2種ME技術実力検定試験 過去問
電気メスのメス先電極と対極板間に 300 Ωの無誘導負荷抵抗を接続し切開出力波形(正弦波)をオシロスコープで観測した。出力電圧は 600 Vpp であった。出力はおよそ何ワット[W]か。
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正解: 3
正答
3
この問題のポイント
正弦波のピーク・ツー・ピーク値を実効値へ直してから、抵抗で消費される電力を求めます。
解説
オシロスコープの600 Vppは、正のピークから負のピークまでの電圧です。まずピーク値、その後に正弦波実効値へ変換します。
計算の流れ
- 使う公式:Vp = Vpp/2、Vrms = Vp/√2、P = Vrms²/Rです。
- 単位変換:R = 300 Ω、Vpp = 600 Vでそのまま使えます。
- 代入:Vp = 600/2 = 300 V、Vrms = 300/√2 Vです。
- 計算:P = (300/√2)²/300 = 90000/2/300 = 150 Wです。
- 選択肢:150に対応する3を選びます。
選択肢の確認
1.30
誤り。
600 Vppを実効値へ正しく変換して計算すると30 Wにはなりません。
2.90
誤り。
ピーク値と実効値の関係、および二乗を含む電力式を正しく適用した値ではありません。
3.150
正しい。
Vrms ≒ 212 Vで、P = 212²/300 ≒ 150 Wです。
4.210
誤り。
約210は実効電圧の数値に近く、電力ではありません。
5.300
誤り。
Vp = 300 Vをそのまま電力計算に用いると誤りになります。
覚えるポイント
- Vp = Vpp/2です。
- 正弦波ではVrms = Vp/√2です。
- 抵抗負荷の電力はP = Vrms²/Rです。
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