電気回路・電磁気の基礎
10 Vの直流電源に、R1 = 1 kΩとR2 = 1 kΩの直列と、R3 = 1 kΩとR4 = 1.5 kΩの直列の2組を並列に接続した(R1とR3が電源の正極側)。R1とR2の接続点と、R3とR4の接続点の間の電圧の大きさはいくらか。(測定による電流は無視する)
- A0 V
- B6 V
- C1 V
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正解：C. 1 V
R1とR2の接続点の電圧(負極基準)は 10 V × 1/(1 + 1) = 5 V、R3とR4の接続点は 10 V × 1.5/(1 + 1.5) = 6 V です。2点の差は 6 − 5 = 1 V で、R3とR4の接続点のほうが高くなります。平衡条件 R1/R2 = R3/R4 が成り立たない(1 ≠ 1/1.5)ため、差の電圧が生じます。ひずみゲージなどのブリッジ回路では、この差の電圧を増幅して抵抗のわずかな変化を読み取ります。
- A. 0 Vはブリッジが平衡しているときの値ですが、R1/R2 = 1 と R3/R4 ≈ 0.67 は等しくありません。
- B. 6 VはR3とR4の接続点の、負極に対する電圧です。
- C. 正しい。6 V − 5 V = 1 Vです。