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短絡・開放・断線・導通 たんらく

4アマ 3アマ 三陸特 二陸特 一陸技

2 点間を抵抗ほぼ 0 でつなぐ(ショートする)のが短絡、何もつながずに切り離すのが開放(オープン)。電流の通り道がつながっていることを導通、線や部品が切れて電流が通らないことを断線という。

試験ではここ

アナログテスタの抵抗測定は「測定レンジを選ぶ→テストリードを短絡する→0〔Ω〕調整」の順。ヒューズの断線は OHMS レンジで導通を見る。給電線の先端が開放でも短絡でも全反射になり SWR は無限大。電流計を並列につなぐと短絡状態になる。

電気の通り道の状態を表す言葉です。電線どうしを直接くっつけるのが短絡(ショート)、何もつながず切り離すのが開放(オープン)です。テスタで 2 点間を測って 0〔Ω〕付近なら導通あり、針が振れず無限大なら断線です。

4 つの言葉

  1. 短絡 抵抗ほぼ 0 でつなぐ。両端の電圧はほぼ 0 になり、大きな電流が流れようとする
  2. 開放 何もつながない。電流は 0 で、端子には電圧が現れる
  3. 導通 電流の通り道がつながっている状態
  4. 断線 線や部品が切れて、電流が通らない状態
端子を直接つなぐ短絡、つながない開放、テスタで 0 Ω の導通と ∞ の断線の 4 つのパネル
短絡・開放・導通・断線
負荷を短絡したときの電流
I = \dfrac{E}{R + r} \ \xrightarrow{\,R \to 0\,}\ \dfrac{E}{r}

E は電源の起電力〔V〕、R は負荷抵抗、r は電源の内部抵抗〔Ω〕。短絡すると電流を抑えるのは内部抵抗だけになる

数値例です。起電力 12〔V〕、内部抵抗 0.1〔Ω〕の蓄電池の端子を短絡すると、I≒12/0.1=120〔A〕もの電流が流れようとします。蓄電池の短絡が発熱や発火につながるのはこのためです。

起電力 12 V・内部抵抗 0.1 Ω の蓄電池を短絡すると 120 A の電流
短絡すると電流を抑えるのは内部抵抗だけ

典型問題の解き方(テスタの 0〔Ω〕調整)

3陸特 令和2年2月期 問18。「アナログ方式の回路計(テスタ)で直流抵抗を測定するときの準備の手順」

  1. レンジを選ぶ 0〔Ω〕調整はレンジごとに変わるので、先にレンジを決める
  2. テストリードを短絡する 2 本の先端をくっつけて、0〔Ω〕の状態を作る
  3. 0〔Ω〕調整をする 針が 0〔Ω〕を指すよう調整つまみを回す
  4. 答え レンジ→短絡→0〔Ω〕調整
先生の挿絵。テストリードを離したまま 0 Ω 調整をしようとする受験生
テスタの 0 Ω 調整はリードを短絡して
ひっかけ

「短絡」と「開放」の取り違えに注意します。テスタの 0〔Ω〕調整はテストリードを開放ではなく短絡して行います。給電線では先端が開放でも短絡でも全反射が起き、どちらも SWR は無限大です(整合がとれていれば SWR=1)。

この用語を押さえる問題

三陸特 ・ 日本無線協会 令和2年2月期 無線工学 問18

アナログ方式の回路計(テスタ)で直流抵抗を測定するときの準備の手順で正しいのはどれか。

正答: 測定レンジを選ぶ→テストリード(テスト棒)を短絡する→0〔Ω〕調整をする。

正しい。アナログテスタの抵抗測定では、まず測定レンジを選び、次にテストリードを短絡して、針が0Ωを指すよう0Ω調整つまみを回します。0Ω調整はレンジごとに内部電池の状態に応じて変わるため、レンジを切り替えるたびにやり直す必要があります。

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二陸特 ・ 日本無線協会 平成31年2月期 無線工学 問18

アナログ方式の回路計(テスタ)を用いて密閉型ヒューズ単体の断線を確かめるには、どの測定レンジを選べばよいか。

正答: OHMS

正答です。ヒューズの断線は導通の有無で判断するので、抵抗(OHMS)レンジを使います。ヒューズ単体の両端にテストリードを当て、ほぼ 0 Ω なら導通あり、針が振れず無限大なら断線しています。

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3アマ ・ ブートラボ オリジナル問題 無線工学 No.2 問28

アンテナと給電線の整合が完全にとれているときの定在波比(SWR)の値は、次のうちどれか。

正答: 1

正しい。整合がとれていると反射波が生じず、進行波だけになるので給電線上に定在波が立たず SWR=1 となる。SWR が 1 に近いほど整合が良く、給電線の損失も小さい。

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問われた問題 21

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