平成25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2
電気に関する基礎理論
コイルに関する問題
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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、6〔A〕×50/60=5〔A〕です。
コイルに交流を流したときの流れにくさ(誘導リアクタンス)で判断します。コイルの抵抗は無視できるので、流れにくさは誘導リアクタンスだけで決まります。誘導リアクタンスXLは、周波数fとコイルのインダクタンスLを使ってXL=2πfLと表され、周波数に比例して大きくなります。
電圧が同じ100〔V〕なら、電流はI=V/XLなので、周波数に反比例します。50〔Hz〕から60〔Hz〕へは6/5=1.2倍に上がるので、電流は5/6倍に減り、6〔A〕×50/60=5〔A〕です。検算では、XL=100/6≒16.7〔Ω〕が1.2倍の約20〔Ω〕になり、100/20=5〔A〕と一致します。
周波数が2割しか上がらないのに、電流が半分や3分の1に減ることはありません。周波数が上がるとコイルは電流を通しにくくなる、と覚えます。
ほかの選択肢の解説
- イ2:2〔A〕になるのは、周波数が3倍に上がって6÷3=2となる場合です。実際は1.2倍にしか上がらないので、電流が3分の1まで減ることはありません。
- ロ3:3〔A〕は6〔A〕の半分で、周波数が2倍の100〔Hz〕になったときの値にあたります。60〔Hz〕は50〔Hz〕の1.2倍にすぎず、半分にはなりません。
- ハ4:4〔A〕は6〔A〕の3分の2で、周波数が1.5倍の75〔Hz〕のときの値にあたります。1.2倍の周波数では、電流は6÷1.2=5〔A〕までしか減りません。
出典:平成25年度下期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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