平成28年度上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5
電気に関する基礎理論
力率に関する問題
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定格電圧V[V],定格電流I[A]の三相誘導電動機を定格状態で時間t[h]の間,連続運転したところ,消費電力量がW[kW・h]であった。この電動機の力率[%]を表す式は。
- イW/(√3VIt)×10⁵
- ロW/(3VIt)×10⁵
- ハ√3VI/(Wt)×10⁵
- ニ3VI/(Wt)×10⁵
答えと解説
✓ これが正解イW/(√3VIt)×10⁵
解説
力率[%]は W÷(√3VIt)×10の5乗で表されます。
三相の電力は、線間電圧V[V]、線電流I[A]、力率cosθを使って P=√3×V×I×cosθ[W]で表されます。電力量はこの電力に時間をかけたもので、W=P×t です。ここでWはkW・h、VIはV・Aなので、単位を合わせるために1000をかけます。
式を力率について解くと、cosθ=W×1000÷(√3×V×I×t) です。%で表すにはさらに100をかけるので、力率[%]=W÷(√3VIt)×1000×100=W÷(√3VIt)×10の5乗(10⁵)となります。
肢を中身で比べると、分母に3を使う式は、三相電力のルートスリーを3と取り違えています。分子と分母が逆の式は、力率が1を超えうる形です。力率は、有効電力を皮相電力(電圧×電流×√3)で割ったものと考え、電力量が分子、VIt が分母、と整理します。
ほかの選択肢の解説
- ロW/(3VIt)×10⁵:分母を3VItとした式は、三相電力の係数を√3ではなく3にしています。三相の電力は √3×V×I×力率なので、係数が合わず力率の値が小さく出てしまいます。
- ハ√3VI/(Wt)×10⁵:分子に√3VI、分母にWtを置く式は、有効電力と皮相電力の関係が逆です。力率は有効電力を皮相電力で割る量なので、この形は100%を超えうる式になります。
- ニ3VI/(Wt)×10⁵:3VIを分子、Wtを分母にした式は、分数の上下が逆で、さらに係数も3としています。力率は電力量Wが分子に来る形で、係数は√3になるため当たりません。
出典:平成28年度上期第二種電気工事士筆記試験 問5(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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