第一種電気工事士 過去問
令和4年度（2022年） 午後
問1 (一般問題 問1)

以下の3点を覚えておくとよいと思います。

①RLC回路において、直列は電流、並列は電圧を基準に考える

②Lは電流、Cは電圧

③エネルギーは電流・電圧を２乗する

電工一種においては、合成インピーダンスなどの計算は不要なことが多いです。

WL=1/2 LI²=1/2 ×2 ×10⁻³×10²

=0.1[J]

WC=1/2 CV²=1/2×20×10⁻⁶×10⁴

=10×10⁻⁴=0.1[J]

この問題は定常状態（十分時間が経ち回路として安定した状態）時のエネルギーの計算方法について問われています。

LはリアクタンスでW_L=1/2 LI²、CはコンデンサでW_C=1/2 CV²の公式を記憶しており、

1[μF]は10^-6[F]、1[mH]は10^-3[H]といった単位も記憶をしているかの問題になります。

以上より公式に当てはめると

W_L=1/2 LI²=1/2 ×2 ×10^-3×10²=0.1[J]

W_C=1/2 CV²=1/2×20×10^-6×10⁴=0.1[J]

となります。

直流回路のコイルとコンデンサに蓄えられるエネルギーを計算する問題です。
 

直流回路では、定常状態（回路を構成して十分時間が経った状態)においては、コイルLは短絡し、コンデンサCは開放されたものとして扱います。すると、この回路は電源と抵抗Rからなる単純な回路になります。

回路を流れる電流を計算すると、

　I = 100/10 = 10 [A]
 

です。これは、もとの回路においてコイルLに流れる電流です。また、コンデンサCの両端の電圧は電源電圧に等しいので、
 

　V = 100 [V]

です。ここから、コイルLに蓄えられるエネルギーは
 

　W_L = (1/2)LI² = (1/2) × 2 × 10⁻³ × 10² = 0.1 [J]

コンデンサCに蓄えられるエネルギーは
 

　W_C = (1/2)CV² = (1/2) × 20 × 10⁻⁶ × 100² = 0.1 [J]

のように計算できます。