令和7年度下期第三種電気主任技術者試験 理論(電気技術者試験センター)問15(a)
理論
対称三相交流電源に関する問題
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図のように線間電圧200 V,周波数50 Hzの対称三相交流電源にRLC負荷が接続されている。R=10 Ω,電源角周波数をω [rad/s]として,ωL=20 Ω,1/(ωC)=20 Ωである。次の(a)及び(b)の問に答えよ。
(a) 電源電流Iの値[A]として,最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。
- 15.77
- 27.00
- 311.5
- 414.0
- 522.5
答えと解説
✓ これが正解311.5
解説
LCが並列共振で開放となり、I=(200/√3)/10≒11.5 Aです。
対称三相交流電源に平衡負荷がつながっているので、1相分を取り出して考えます。負荷はY結線なので、1相に加わる相電圧は線間電圧の1/√3で、200/√3≒115.5 Vです。Y結線では線電流と相電流は等しくなります。
1相の負荷は、R、L、Cの並列です。並列の回路はアドミタンス(インピーダンスの逆数)で足すと扱いやすく、Y=1/R+j{ωC-1/(ωL)}です。ωL=1/(ωC)=20 Ωなので、LとCの項は1/20-1/20=0となり、Y=1/10 Sです。LとCに流れる電流は大きさが等しく向きが逆で打ち消し合い(並列共振)、電源から見るとRの10 Ωだけがつながっているのと同じです。
したがって電源電流は、I=115.5/10≒11.5 Aとなります。
ωL=1/(ωC)の並列回路はLC部分を開放として扱える、と覚えておくと、リアクタンスが残る場合と区別できます。
ほかの選択肢の解説
- 15.77:5.77 Aは相電圧115.5 Vを20 Ωで割った値で、1相のインピーダンスをωLか1/(ωC)の20 Ωとした場合です。LとCは並列共振で打ち消し合うので、電源から見て残るのはRの10 Ωです。
- 27.00:7.00 Aの由来は導けません。1相の電流は、相電圧115.5 Vを並列共振の後に残るR=10 Ωで割って求め、11.5 Aとなるので、7.00 Aにはなりません。
- 414.0:14.0 Aの由来は導けません。Rに流れる電流は11.5 A、LとCに流れる電流はそれぞれ5.77 Aで、電源の線に流れる電流はRの分だけが残るので、どの電流も14.0 Aになりません。
- 522.5:22.5 Aの由来は導けません。線間電圧200 VをそのままRの10 Ωに加えても20 Aで、22.5 Aには届きません。Y結線の1相には相電圧200/√3 Vが加わり、電流は11.5 Aです。
出典:令和7年度下期第三種電気主任技術者試験 理論 問15(a)(電気技術者試験センター)。1問ずつ解ける形に加工しています(B問題の共通の文と図を小問ごとに複写・図と式を問題冊子から切り出して画像で掲載・1行で書ける式を字に書き直し)。解説は当サイト独自のもので、電気技術者試験センターとは関係ありません。
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