50代のボクです。50代に入ってから電験の勉強を開始し、3年で電験三種、電験二種ホルダーになりました。素人ですが、過去問の解説を試みます。自分で解くなら こんな感じ を分かりやすく示したいと思います。素人解説なので電験二種合格者でも、この程度ということでご勘弁を。
令和3年度 第三種電気主任技術者試験 理論科目 問17(a)
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気づくべきこと
コンデンサの直列、並列問題です。コンデンサAは3つのコンデンサが直列。コンデンサBは3つのコンデンサが並列であることを見抜かないと話が始まりません。例えば、コンデンサAの材料の切り替わり部分に金属(抵抗=0)の電極があり、繋がっていると考えれば理解できると思います。
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汚い絵ですみません。ちなみにコンデンサBは上下電極を分離すると考えれば並列コンデンサと読み替えることが出来ます。
コンデンサが直列に繋がっている場合、すべてのコンデンサに蓄えられた電荷は等しいです(図A´)。
コンデンサAが上からコンデンサ2ε,コンデンサ3ε、コンデンサ6εの3つの直列だとします。コンデンサ2εと3εの間の電極は、初期状態で電荷0だったはず。コンデンサを貫通して電気は流れないので、コンデンサ2εの負極とコンデンサ3εの正極の電荷は合わせて0のまま。2つに分かれたので正負同じ大きさの電荷が溜まっていることになります。直列であることからこのイメージで電荷が等しいことに気づくのが第2段階です。
覚えておくべき公式
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小問(a)の計算
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選択肢は(4)になります。基本の公式を覚えて落ち着いて計算すれば正解にたどり着けると思います。小問1問は確保したいところです。小問(b)は次回に続きます。