最大目盛150V, 内部抵抗18kΩの直流電圧計 \(V_1\) と最大目盛300V, 内部抵抗30kΩの直流電圧計 \(V_2\) の二つの直流電圧計がある。ただし、二つの直流電圧計は直動式指示電気計器を使用し、固有誤差はないものとする。次の(a)及び(b)の問に答えよ。
二つの直流電圧計を直列に接続して使用したとき、測定できる電圧の最大の値[V]として、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
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要点
正解は(4)。直列接続時は2台の電圧計に同じ電流が流れるため、許容電流の小さい150V計に制限されます。全内部抵抗48kΩに 150/18kΩ の電流を流せるので、最大測定電圧は400Vです。
詳細解説
各電圧計の許容電流を求める。
\(I_{max1} = 150 / 18000 \approx 8.33\) mA
\(I_{max2} = 300 / 30000 = 10\) mA
直列接続時は電流が共通となるため、許容電流の小さい方（\(I_{max1}\)）に制限される。
全体の内部抵抗 \(R_{total} = 18 + 30 = 48\) kΩ。
測定可能最大電圧 \(V = I_{max1} \times R_{total} = (150/18) \times 48 = 400\) V。
