図1の直流回路において、端子 a-c間に直流電圧 \(100\) [V] を加えたところ、端子b-c間の電圧は \(20\) [V] であった。また、図2のように端子 b-c間に \(150\) [\(\Omega\)] の抵抗を並列に追加したとき、端子 b-c間の端子電圧は \(15\) [V] であった。いま、図3のように端子 b-c間を短絡したとき、電流 \(I\) [A] の値として、正しいのは次のうちどれか。
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要点
正解は(4)。テブナンの定理を用いて考えます。端子b-cから回路（電源側）を見た等価回路を考えます。1. 開放電圧 \(V_0\): 図1より、端子b-cを開放したときの電圧は 20 V です。
詳細解説
正解は(4)です。
テブナンの定理を用いて考えます。端子b-cから回路（電源側）を見た等価回路を考えます。
1. 開放電圧 \(V_0\): 図1より、端子b-cを開放したときの電圧は 20 V です。これがテブナン等価電源電圧となります。
2. 等価抵抗 \(R_{th}\): 図2より、負荷抵抗 \(150\) \(\Omega\) を接続したときの端子電圧が \(15\) V となりました。
分圧の式より、
\(15 = V_0 \times \dfrac{150}{R_{th} + 150} = 20 \times \dfrac{150}{R_{th} + 150}\)
\(15(R_{th} + 150) = 3000\)
\(15R_{th} + 2250 = 3000\)
\(15R_{th} = 750 \Rightarrow R_{th} = 50\) [\(\Omega\)]
3. 短絡電流 \(I\): 図3のように端子b-cを短絡した場合、流れる電流はテブナン等価回路において出力端子を短絡した電流と同じです。
\(I = \dfrac{V_0}{R_{th}} = \dfrac{20}{50} = 0.40\) [A]
以上より、選択肢(4)が正解です。
