電気回路・電磁気の基礎
10 Vの直流電源に10 kΩと10 kΩの抵抗を直列に接続した分圧回路で、下側(グラウンド側)の抵抗に並列に10 kΩの負荷抵抗をつないだ。出力電圧(下側の抵抗の両端の電圧)に最も近いものはどれか。
- A5 V
- B約3.3 V
- C約6.7 V
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正解：B. 約3.3 V
負荷をつなぐと、下側の抵抗と負荷が並列になって 10 × 10/(10 + 10) = 5 kΩ になります。出力は 10 V × 5/(10 + 5) ≈ 3.33 Vで、負荷がないときの5 Vから大きく下がります。出力から見たテブナンの等価回路(5 V、5 kΩ)に10 kΩをつなぐと考えても、5 V × 10/(5 + 10) ≈ 3.33 Vと同じ結果です。負荷の影響を小さくするには、分圧の抵抗を負荷より十分小さくするか、バッファ(ボルテージフォロワ)で受けます。
- A. 5 Vは負荷をつないでいないときの電圧です。
- B. 正しい。10 V × 5 kΩ/(10 kΩ + 5 kΩ) ≈ 3.33 Vです。
- C. 約6.7 Vは、負荷を上側の抵抗に並列につないだときの値です。