電験3種 これだけ理論の16P 問②のキルヒホッフの問題をテブナンで解いてみようとしたら全然答えが合

電験3種



これだけ理論の16P 問②のキルヒホッフの問題をテブナンで解いてみようとしたら全然答えが合いません…
何がおかしいのかどなたか教えていただけるとありがたいですm(__)m

No.2 ベストアンサー 回答者： yhr2 回答日時： 2018/01/07 16:38

テブナンの定理を使って解いてみます。

手書きの等価回路は正しいです。

端子の開放電圧は、
・5V 電源が 4 Ωに作る電圧：+5(V) * 4/6 = 10/3 (V)
と
・10V 電源が 4 Ωに作る電圧：+10(V) * 2/6 = 10/3 (V)
の合計で
　Vo = 10/3 + 10/3 = 20/3 (V)

ここが間違いですね。
質問者さんは、なんで「10 - 5」などという計算をしているのですか？　回路の下端を 0 V と考えれば、上側端子には電源いずれも「プラス側」が接続されていますよ？
各々の電源の電流、電圧を計算し、「重ね合せの理」というもので合計を計算すればよいのです。

内部抵抗は、電圧原は短絡で考えて、2 Ωと 4 Ωの並列なので
　Ri = (2*4)/(2 + 4) = 8/6 = 4/3 (Ω)
負荷抵抗 3 Ωは後で考えるので、ここで足してはいけません。

ということで、内部回路は「開放電圧 Vo = 20/3 (V)、内部抵抗 Ri = 4/3 (Ω)」という等価回路になります。

そこに「負荷抵抗 r = 3 Ω」をつなげれば、全体の抵抗は
　r + Ri
になるので、負荷抵抗に流れる電流は
　I = Vo/(r + Ri)
負荷抵抗の電圧は
　V = rVo/(r + Ri)
になります。

計算すれば
　I = (20/3)/(3 + 4/3) = 20/13 ≒ 1.54(A)
　V = 60/13 (V)
です。

この回答へのお礼

ありがとうございますm(__)m
早速真似して解いてみたら解けました！
YouTubeでテブナンの定理の動画を見て同じようにしてたら、5Vと10Vは逆向きであるから相殺され10Vから5Vを引いた電圧を2Ωと4Ωで分圧してました…

お礼日時：2018/01/07 19:45

No.1 回答者： m-jiro 回答日時： 2018/01/07 15:54

左側の5V、2Ω、3Ωの部分で、

5Vを2Ωと3Ωで分圧して、3V。
2Ωと3Ωを並列にしたときの合成抵抗は 1.2Ω。
以上から図の左半分は　3Vの電源に1.2Ωの抵抗を直列に接続したもの　と等価になる。(テブナンの定理による)

上記の回路と、右半分の10V、4Ωが直列になる。
抵抗は 1.2Ω＋4Ω＝5.2Ω
この5.2Ωに加わる電圧は　10V－3V＝7V
4Ωの抵抗に流れる電流は　7V÷5.2Ω＝1.346A

3Ωの抵抗に加わる電圧は、4Ωの抵抗の電圧降下から求める。
　10V－4Ω×1.346A＝4.616V　　これが3Ωの抵抗に加わる電圧。
3Ωに流れる電流は　　4.616V÷3Ω＝1.54A

この回答へのお礼

お時間をとっていただきありがとうございましたm(__)m
参考にさせていただきます!

お礼日時：2018/01/07 19:46