第二種電工 令和4年度上期午後 問1｜電気機器・配線器具・配線

スイッチSを閉じたときのa-b端子間電圧を求める問題。電源100V。スイッチを閉じると回路に電流が流れ、抵抗に電圧が分配される。直列接続された抵抗があれば電圧分配の法則でa-b間に何Vかかるかがわかる。閉じた状態の回路を描き直し、a-b間の抵抗が全体のどれだけを占めるかを見る。この問題ではa-b端子間に電源100Vの半分の50V（正答ウ）がかかる。

スイッチS投入後のa-b端子間電圧を求める計算問題。100V電源で複数抵抗の回路。直列回路の電圧分配則：V_ab=100×R_ab/R_total。a-b間の抵抗が全体の合成抵抗の半分なら50Vとなる。手順は、①スイッチ閉の状態で電流が流れる抵抗を特定、②並列部分は合成抵抗にまとめる、③分配則を適用、の順。選択肢ア30V、イ40V、エ60Vは抵抗比を取り違えた場合に出る値で誤り。ウ50Vが正解である。

本問はスイッチS閉じ時のa-b端子間電圧を求める回路計算問題。正答は50V（ウ）。

【解法の骨子】電源電圧（100V）に対して、閉じた状態の回路の合成抵抗とa-b間の抵抗の比から電圧を分配する。同種の「スイッチ投入後の電圧」問題は、第二種電気工事士試験で複数年度にわたって繰り返し出題される定番テーマ。

【回路解析の共通手法】

1. スイッチの状態を確認（S閉=接続有効）

2. 有効な抵抗を特定

3. 直列・並列を整理して合成抵抗を求める

4. 電圧分配則でV_ab=V_s×R_ab/R_合を計算

5. 結果が電源電圧以下になっているか確認

【分圧回路の重要性】電気回路の基礎として、分圧（voltage divider）回路の理解は必須。実際の電子回路では基準電圧の生成、センサー信号のスケーリング、バイアス回路など広範に使われる。V_out=V_in×R2/(R1+R2)の式は直流・交流を問わず抵抗回路では成立する。

【電験三種・第一種電気工事士への展開】電験三種「理論」の直流回路問題では分圧の原理をホイートストンブリッジや梯子形回路に発展させた問題が出る。第一種電気工事士の制御回路問題では、変圧器二次電圧の電圧変動（無負荷→負荷時の電圧降下）が分圧原理で説明される。実務では電圧降下計算・変圧器タップ調整・分電盤負荷バランス設計など、電圧分配の概念が随所に登場する。