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平成23年度下期第二種電気工事士筆記試験(電気技術者試験センター)問4

配電理論及び配線設計

力率に関する問題

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図のように、遅れ力率の負荷に対してコンデンサCを設置して、力率を100〔%〕に改善した。このときの負荷両端の電圧Vは。ただし、rは電線の抵抗である。

交流電源から上下2本の電線にそれぞれ抵抗rがあり、その先でコンデンサCと、破線で囲んだ遅れ力率の負荷(抵抗とコイルの直列)が並列に接続されている。負荷両端の電圧をVの矢印で示している
答えと解説

✓ これが正解イコンデンサ設置前と比べて高くなる。

解説

力率改善で線路電流が減り、負荷電圧は高くなります。

遅れ力率の負荷は、コイルの働きのせいで電流が電圧より遅れ、仕事に使われない無効な電流も一緒に流れます。コンデンサはこれと逆向きの進み電流を流すので、遅れの無効電流を打ち消してくれます。力率が100〔%〕になると、電源から電線を通って流れる電流は有効な分だけになり、設置前より小さくなります。

図の電線には抵抗rがあり、電線で失われる電圧(電圧降下)は、電流に抵抗を掛けた値です。電流が小さくなれば電圧降下も小さくなり、電源電圧からの引き算が減るため、負荷の両端の電圧Vは設置前より高くなります。

このように、力率改善には、電線に流れる電流が減り、電圧降下と電力損失も減るという効果があります。覚え方は、電流が減る、降下が減る、負荷の電圧が上がる、の順です。

ほかの選択肢の解説

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出典:平成23年度下期第二種電気工事士筆記試験 問4(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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