【第一級陸上無線技士】過去問準拠 予想演習 問099 解説|思考ルート
ブリッジ回路の平衡条件やデルタ・スター(Delta-Y)変換等を用いた回路網解析の例外規定および適用条件に関する記述のうち、最も不適切なものはどれか。
※本問は、過去の出題傾向・頻出論点をAI分析して作成した「過去問準拠の予想演習問題」です。
予想演習 No.099
ブリッジ回路の平衡条件やデルタ・スター(Delta-Y)変換等を用いた回路網解析の例外規定および適用条件に関する記述のうち、最も不適切なものはどれか。
選択肢
ホイートストンブリッジが平衡状態にあるとき、対辺の抵抗の積が等しくなり、検流計(中央の枝)を流れる電流はゼロとなるため、当該枝を取り除いても回路全体の合成抵抗や他の枝の電流は変化しない。
ブリッジ回路が平衡していない場合であっても、対辺の抵抗の積が等しい条件を満たしていれば、電源電圧を変更するだけで強制的に平衡状態を作り出すことができる。
デルタ結線された3つの抵抗をスター結線に等価変換する場合、スターの各アームの抵抗値は、デルタ側の接続される2辺の抵抗の積をデルタの全抵抗の和で割った値になる。
テブナンの定理を適用して複雑なブリッジ回路の特定端子間の電流を求める際、内部抵抗を計算するにあたっては、すべての独立電圧源を短絡し、独立電流源を開放状態に置き換えて処理する必要がある。
正解と解説(思考ルート)
【正解】 選択肢 2
■【設問の意図と背景】
ブリッジ回路の平衡条件の本質的意味と、電源電圧の変更等に関する誤った思い込みを見抜く応用力を試す。
■【正解の根拠とメカニズム】
ホイートストンブリッジの平衡条件(R1R4 = R2R3)は、抵抗値の比率によってのみ決まる。電源電圧を変化させても各抵抗の比率は変わらないため、非平衡状態のブリッジを電圧変更だけで強制的に平衡させることはできない。
■【各選択肢の徹底検証】
・選択肢1:平衡時の対辺の積の一致と中央の電流ゼロの原理を正しく述べている。
・選択肢2:電圧変更だけで非平衡ブリッジが平衡するという誤った操作を記述しているため最も不適切。
・選択肢3:デルタ・スター変換の公式を正しく説明している。
・選択肢4:テブナン等価回路における電源の処理方法(電圧源短絡、電流源開放)として正しい。
■【本番での即断ポイント】
ブリッジの平衡条件は回路を構成する「抵抗値の比率(あるいは積の等価性)」依存であり、電源の大きさに依存しないという基本原則に注目する。
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