平成30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
三相に関する問題
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図のような三相負荷に三相交流電圧を加えたとき,各線に20 Aの電流が流れた。線間電圧E[V]は。
〔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
![3φ3W電源の3本の線にそれぞれ20 Aが負荷へ向かって流れる。負荷は6 Ωの抵抗3つを星形(Y)に結線したもので,各抵抗の一端がそれぞれの線に,他端が中性点で互いに接続されている。上と中の線の間,中と下の線の間,上と下の線の間の電圧はいずれもE[V]](/denko2/fig/2018h30k-q005-1.png)
- イ120
- ロ173
- ハ208
- ニ240
答えと解説
✓ これが正解ハ208
解説
Y結線の線間電圧は√3×相電圧=1.73×120=208 Vです。
三相負荷がY(星形)結線のとき、各線を流れる電流は負荷1個を流れる電流と同じです。したがって負荷1個にかかる電圧(相電圧)は、オームの法則から 6 Ω×20 A=120 Vです。
三相では、線と線の間の電圧(線間電圧)が相電圧の√3倍になります。注意書きにあるとおり√3=1.73を使うと、E=1.73×120=207.6 V で、肢の中では208 Vに当たります。電源の三相は、3本の線のどの2本の間にも同じ大きさの電圧E[V]があり、図の3つの電圧はすべてこの線間電圧を示しています。
Y結線では、相電圧 × √3 = 線間電圧、相電流=線電流、と覚えておくと取り違えません。120 Vは相電圧、線間電圧はそれより大きくなる、という大小関係を押さえておくと、選択肢の絞り込みにも役立ちます。
ほかの選択肢の解説
- イ120:120 Vは、負荷1個にかかる相電圧(6 Ω×20 A)の値です。問われているのは線と線の間の電圧なので、これに√3を掛ける必要があります。
- ロ173:173 Vは、この図の数値からは導けません。相電圧120 Vに√3=1.73を掛けると約208 Vで、173 Vにするには相電圧が100 Vでなければなりません。
- ニ240:240 Vは、相電圧120 Vを2倍にした値です。三相の線間電圧は相電圧の2倍ではなく√3倍(約1.73倍)で、単相3線式の200 V系と混同しないようにします。
出典:平成30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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