問を図示すると,次図のようになる。
図において[Ω]を端子a,bより切り離し,鳳・テブナンの定理を使って考える(P.47「(2)鳳・テブナンの定理」参照)。
STEP2を適用する。
端子a,bより左側の回路の合成抵抗を[Ω]とすると,次のように表される。
=
したがって,等価回路は下図のようになる。
図において[Ω]から発生するジュール熱(消費電力)が最大となるのは,=のときである(P.20「7 最大に関する定理」および例題15参照)。
∴=
【別解】
回路に流れる電流I [A]は(P.35「覚えよう!」参照),
I =
[Ω]に流れる電流を[A]とすると
=I ×=×=
[Ω]に発生するジュール熱をW [J]とすると(P.61式(1・23)),
W ==
=
=
=
分母,分子をで割ると,
W =
上式において分母が最小となる[Ω]が,W を最大にする条件である。
テキストP.20最大に関する定理により,に関わる2数は,
と=
である。この2数が等しいとき分母が最小になる。
= → =
∴=
※解説文中のページ数・式番号等は「平成20年度版 電験三種 徹底解説テキスト 理論」の関連ページ数・式番号
■答 (5) ■