第三級陸上特殊無線技士 / 第二級陸上特殊無線技士 試験問題例題(無線工学 No.1) / 各問題解説 / 問18
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第二級陸上特殊無線技士 試験問題例題(無線工学 No.1) 問18 解説 計器の接続方法

次の記述において [ ] 内に入れるべき字句の正しい組合せを下の番号から選べ。 回路の [ A ] を測定するときは、測定回路に並列に計器を接続し、[ B ] を測定するときは、測定回路に直列に計器を接続する。また、特に [ C ] の場合、極性を間違わないよう注意しなければならない。

  1. 1. A: 電圧 / B: 電流 / C: 直流 ✓ 正答
  2. 2. A: 電圧 / B: 電流 / C: 交流
  3. 3. A: 電流 / B: 電圧 / C: 交流
  4. 4. A: 電流 / B: 電圧 / C: 直流

解説

電圧を測るときは測定対象に対して並列に、電流を測るときは直列に測定器を接続します。さらに、プラスとマイナスの向き(極性)が存在するのは直流であるため、極性に注意しなければならないのは直流の測定時です。この3つの原則を組み合わせることで、選択肢1が正解であると判断できます。

電圧計と電流計の接続方法における電気的特性

電気回路において、電圧と電流はそれぞれ異なる性質を持っています。電圧は2点間の電位の差(電気的な圧力の差)であるため、測定したい2点にまたがるように測定器を接続する必要があります。これが並列接続です。電圧計は回路に流れる電流を妨げないよう、内部抵抗が非常に大きく設計されています。

一方、電流は回路を流れる電気の量そのものであるため、流れているルートの途中に測定器を割り込ませて、すべての電流を測定器の中に通す必要があります。これが直列接続です。電流計は回路の電流の流れを邪魔しないよう、内部抵抗が極めて小さく設計されています。もし電流計を誤って並列に接続してしまうと、大きな電流が電流計に流れ込んでしまい、機器の破損やヒューズの溶断を招く原因になります。

直流と交流における極性の有無

直流(DC)は、電流の流れる方向と電圧の向きが常に一定である電気の性質を持っています。そのため、測定器を接続する際には、回路のプラス側と測定器のプラス端子、回路のマイナス側と測定器のマイナス端子を正しく合わせる必要があります。極性を逆に接続すると、アナログメーターであれば針が逆振れして故障の原因になり、デジタルメーターでもマイナス表示がつくなど正しく計測できません。

これに対して交流(AC)は、時間の経過とともに電圧の向きと電流の流れる方向が周期的に変化します。そのため、測定時において固定された極性を気にする必要はありません。

問題文から正解を導く思考ステップ

問題文の穴埋めは、以下のステップで論理的に埋めていくことができます。

まず、Aの直後に「測定回路に並列に計器を接続」とあります。並列に接続して測定するのは電圧ですので、Aには「電圧」が入ります。この時点で、選択肢は1と2に絞られます。

次に、Bの直後に「測定回路に直列に計器を接続」とあります。直列に接続して測定するのは電流ですので、Bには「電流」が入ります。

最後に、Cの直前に「特に C の場合、極性を間違わないよう注意」とあります。極性が存在し、プラスとマイナスの接続を意識しなければならないのは直流です。したがって、Cには「直流」が入ります。

これらすべての条件を満たす組み合わせは、Aが電圧、Bが電流、Cが直流となっている選択肢1のみとなります。

実務における測定器の取り扱いと教育的意図

この問題は、無線従事者が現場で測定器(テスター)を安全かつ正確に使用するための必須知識を問うています。

無線設備の維持管理やトラブルシューティングにおいて、電源電圧の確認や、回路を流れる電流の測定は日常的に行われます。例えば、送信機の電源電圧を測定する際には、テスターを電圧測定モード(レンジ)にして並列に当てます。もしこのときに電流測定モードのまま並列に当ててしまうと、テスターの内部抵抗が極めて低いために電源がショート状態となり、火花が散ったりテスターが故障したりして非常に危険です。

また、直流電源の極性を誤って接続すると、測定対象の半導体部品を破損させるリスクもあります。測定の基本である「電圧は並列、電流は直列、直流は極性に注意」というルールを確実に身につけておくことは、事故を防ぎ、安全に作業を進めるための基礎となります。

参考リンク

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