平成21年度第二種電気工事士筆記試験(電気技術者試験センター)問2
電気に関する基礎理論
交流に関する問題
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コイルに100〔V〕、50〔Hz〕の交流電圧を加えたら6〔A〕の電流が流れた。このコイルに100〔V〕、60〔Hz〕の交流電圧を加えたときに流れる電流〔A〕は。ただし、コイルの抵抗は無視できるものとする。
〔注〕本問題の計算で√2、√3 及び円周率πを使用する場合の数値は次によること。√2=1.41、√3=1.73、π=3.14
- イ2
- ロ3
- ハ4
- ニ5
答えと解説
✓ これが正解ニ5
解説
電流は周波数に反比例し、60 Hz では 5 A です。
抵抗が無視できるコイルでは、電流を妨げる働きはコイルのリアクタンス(交流に対する抵抗のようなもの)だけです。リアクタンスは X=2πfL で、周波数 f に比例して大きくなります。L はコイルの値で、周波数が変わっても一定です。
電圧が 100 V のまま変わらないとき、電流は I=V÷X なので、周波数に反比例します。50 Hz から 60 Hz へ周波数が 6÷5 倍になれば、電流は 5÷6 倍になります。したがって 60 Hz のときの電流は 6×50÷60=5 A です。
検算として、50 Hz のリアクタンスは 100÷6≒16.7 Ω、60 Hz では 16.7×60÷50=20 Ω となり、電流は 100÷20=5 A で同じ値になります。
覚え方は、コイルは周波数が上がるほど電流が流れにくくなる、つまり電流は周波数に反比例する、です。
ほかの選択肢の解説
- イ2:2 A になるのは、電流が 6 A の 3分の1になる場合で、周波数が 50 Hz の3倍の 150 Hz のときです。周波数が 50 Hz から 60 Hz に上がるだけでは、電流はここまで小さくなりません。
- ロ3:3 A になるのは、電流が 6 A の半分になる場合で、周波数が 50 Hz の2倍の 100 Hz のときです。60 Hz へ上がる程度では半分にはならず、5 A までしか下がりません。
- ハ4:4 A になるのは、周波数が 50 Hz の 1.5 倍にあたる 75 Hz まで上がったときです。電流は周波数に反比例して変わるので、60 Hz のときの値を 4 A とするのは大きすぎる減り方です。
出典:平成21年度第二種電気工事士筆記試験 問2(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(図・写真を問題冊子から切り出して画像で掲載・配線図の前書きを各問に複写・分数を1行に書き直し)。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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