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４年度上期 第三種電気主任技術者試験 理論科目 問１０
直流でも交流でも無く、過渡現象に近いので一読して、ウッとなるかも。本当の過渡現象は微分方程式かラプラス変換。電験三種の理論試験には出てもおかしくないですが、この問題はこんな難しいこと不要です。ポイントは最初の状態と、スイッチONしたあとに十分時間が経った後を比較することに気づくか です。
スイッチON後にどうなるか
- ２つのコンデンサの電荷を合わせるとスイッチON前（初期状態）と変わらない。
- スイッチON後は２つのコンデンサに同じ電圧がかかる。
スイッチON後のコンデンサにかかっている電圧がわかれば、Ｃ１Ｃ２に溜まっている静電エネルギーが分かる。初期状態の静電エネルギーとの差が抵抗を流れることで失われた電力 です。
使う公式
- Ｑ＝Ｃ∨ Ｑ：電荷 Ｃ：静電容量 ∨：電圧
- Ｗ＝Ｃ∨２／２＝Ｑ２／２Ｃ Ｗ：静電エネルギー
計算
スイッチON後の２つのコンデンサにかかる電圧をＥとすると、
Ｃ１Ｅ＋Ｃ２Ｅ＝Ｑ１＋Ｑ２＝Ｑ１
（Ｃ１＋Ｃ２）Ｅ＝Ｑ１
数値を代入すると
（４＋２）［mF］＊Ｅ［V］＝０.３［C］
Ｅ＝０.３／(６＊１０ー３)＝３００／６＝５０[V]
これでスイッチON後のコンデンサＣ１Ｃ２にたまる静電エネルギーＷ２は、
Ｗ２＝Ｃ1Ｅ２／２＋Ｃ２Ｅ２／２＝（Ｃ1＋Ｃ２）Ｅ２／２＝（４＋２)＊１０ー３＊５０２／２＝７.５
初期の静電エネルギーＷ１は
Ｗ１＝Ｑ１２／２Ｃ１＝０.３２／(２＊４＊１０−３)＝９０／８＝１１.２５
これが抵抗Rを流れた電流なので、抵抗Rの消費した電力をWRとすると
ＷR＝Ｗ１ーＷ２＝１１.２５ー７.５＝３.７５
選択肢は（３）
一瞬 難しそうですが、解法が見えれば難しい式は使わない問題です。過渡現象に近い複雑さを前後のエネルギー差で回避できることに気づけば何とか解けるのではないでしょうか？
令和４年度下期の試験どうだったでしょうか？うまく行った人は電験三種合格の後、頭脳がなまる前に電験二種に挑戦するかを、検討すべきかも。御自分の生活、モチベーションと相談ですね。電験二種に挑戦するには生涯最大のチャンスです。
うまく行かなかった人は、（まだ合否は確定していませんが）再挑戦するか 考えると思います。再挑戦するなら、期限を切って休んでリフレッシュするのも手。後に息切れするより、今 休みを取った方が良いです。また勉強を再開する際に集中できるよう、ボゥっとして過ごしてしまうより気晴らしの小旅行なども良いかもしれません。ボクは子供が小さかったので遊びに行くことでリフレッシュできました。何か後で思い出せるようなことの方が、気分的にリフレッシュできるかも。何か参考になったら嬉しいです
