要点
正解は(2)。基本式と比例関係を使って、変わる量と変わらない量を整理する問題です。変わる量と変わらない量を切り分けて考えると判断しやすいです。復習では、何が保存され、何が変わるかを先に言えるか確認すると類題でも崩れにくいです。
詳細解説
**電流 \(I\) (短絡電流):**
図1の端子a-bを短絡すると、\(R_3\)と\(R_2\)が並列接続となり、これらが\(R_1\)と直列になる。
回路全体の合成抵抗は \(R_1 + \dfrac{R_2 R_3}{R_2+R_3}\)。
電源からの全電流は \(\dfrac{E}{R_1 + \dfrac{R_2 R_3}{R_2+R_3}}\)。
短絡電流 \(I\) は、この全電流が\(R_2\)と\(R_3\)に分流したうちの\(R_3\)側(a-b側)の電流である。
分流の法則より、
\[ I = \dfrac{E}{R_1 + \dfrac{R_2 R_3}{R_2+R_3}} \times \dfrac{R_2}{R_2+R_3} = \dfrac{E R_2}{R_1(R_2+R_3) + R_2 R_3} = \dfrac{R_2 E}{R_1 R_2 + R_1 R_3 + R_2 R_3} \]
**コンダクタンス \(G\):**
電圧源\(E\)を短絡すると、端子a-bから見て、\(R_1\)と\(R_2\)の並列回路に対し、\(R_3\)が直列に接続された形となる。
合成抵抗 \(R_{ab} = R_3 + \dfrac{R_1 R_2}{R_1+R_2} = \dfrac{R_3(R_1+R_2) + R_1 R_2}{R_1+R_2} = \dfrac{R_1 R_3 + R_2 R_3 + R_1 R_2}{R_1+R_2}\)
コンダクタンス \(G\) は抵抗の逆数なので、
\[ G = \dfrac{1}{R_{ab}} = \dfrac{R_1+R_2}{R_1 R_2 + R_2 R_3 + R_3 R_1} \]