電験三種過去問対策★15年分理論を分析しました・: 電験三種基礎　 2021年度出題問題2

共振状態とはコイルとコンデンサーのリアクタンス値が
同じになる事で発生する現象の事、とても出題頻度が高
いので60点合格を目指す方は外せない分野とも言えます。
直列共振状態とはコイルとコンデンサーのリアクタンス
が等しくなり、回路リアクタンスが0Ωになった状態。
又電流はＲだけに制限を受けるためE/Rとなる。並列共
振状態も同じくコイルとコンデンサーのリアクタンスが
等しくなった状態ですが、回路リアクタンスは∞です。
電流は抵抗Ｒに流れるIRのみとなる。_コイルとコンデ
ンサーのリアクタンスを等しくさせる周波数を共振周
波数と言います。共振回路問題はこの５年毎年出題さ
れてるので確実に習得しましょう。

以下と制覇で20点昨年より得点ＵＰできます。
⇒2021年度出題問題1

コイルとコンデンサーに流れる電流は流れるタイミング
が正反対なので並列接続すると電源側から見た場合は
打消し合い抵抗分だけの電流になります、気をつけて
ほしいのは抵抗分電流しか主線に流れてなくてもコイル
とコンデンサーには各同じ値の電流は流れています。
主線においては影響が消えますが各LC回路の電流まで
0Aになるわけではありません。並列共振問題で出題さ
れ易い傾向がありますので、この中身を確実に理解し
ておきましょう。

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答えは３番ですが前述した説明で解答できると思います。
これはむしろ暗記してもいいほどですね。

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インダクタンスＬの合成は抵抗Rと同じ考えです。
共振周波数公式で各周波数を求めて比較する問題。

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まずインピーダンスZの複素数式を作る、Zが最大になる唯一の条件は
虚数部の分母が0になれば全体式が∞になりますから分母=0としωを
求めました。

Zを最少にするためには虚数部が0になればいいのでこういう条件で計算
をしました。_市販解答集が電験三種の得点能力の低い方に効率的に役
に立たないのは数学的な計算は完璧にできる前提で途中式を簡素化して
るせいです、今回のこの計算は難しい方法はないのですが落着いて処理
しないと即間違いますので、丁寧に全式を記載しました。矢印であえて
10のマイナス3乗からマイナス二乗にしたのは後で平方根から抜けるた
めです。

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正解は３です、共振周波数f=1/2πf√LCに問題のLとCの値を入力します。
下の様にICとILが互い等しく逆位相となり、打消すために結果として
抵抗分の電流IRのみ存在する現象です、つまり力率は１です。問題回
路では電圧10Vで抵抗は2Ωですから5Aで、電圧と同相になります。
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周波数に影響するのはLC回路のみですからそこの
電流の大小で判断すればいいのです。後で３個の
周波数のケースで比較計算が必要なので扱い易い
様に私はこう変形しました。

最後まで完全に分数で計算する事！_3/20や8/30は分子と
分母を10で割ればどちらが大きいか一目でわかります。
0.3/2=0.15、0.8÷3>0.2だからI2＜I1＜I3です。
いちいち電卓に頼らない！_I2=0これは並列共振では？
ω=10(krad)ですとXL=XC=10Ωです。だから0Aになるの
です。_それとωがK単位である事を見逃さない事。