回路解析(交流回路・線形回路・過渡現象)
2つの電源を含む線形回路で、重ね合わせの理を使い、電源を1つずつ働かせた結果を足し合わせて求めることができないものはどれか。
- A抵抗で消費される電力
- B抵抗に流れる電流
- C節点の電圧
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正解：A. 抵抗で消費される電力
重ね合わせの理は、電圧や電流が電源に比例する(線形である)ことから成り立ちます。電力は電流の2乗に比例するので、電源ごとの電力を足しても正しくありません。例えば1 Ωの抵抗に、一方の電源で1 A、他方で2 Aが同じ向きに流れるとき、正しい電力は (1 + 2)² × 1 = 9 W ですが、電力を別々に足すと 1 + 4 = 5 W になってしまいます。電力を求めるときは、重ね合わせで電流を求めてから2乗します。
- A. 正しい。電力は電流の2乗に比例し、線形ではありません。
- B. 電流は電源に比例するので、重ね合わせで求められます。
- C. 節点の電圧も電源に比例するので、重ね合わせで求められます。