令和2年度下期第二種電気工事士筆記試験(午後)(電気技術者試験センター)問5
電気に関する基礎理論
電圧に関する問題
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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15 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
なお,選択肢が数値の場合は最も近い値を選びなさい。
![3φ3W電源の各線間の電圧がE[V]。3本の線それぞれに15 Aの電流が流れる。負荷は10 Ωの抵抗3本の一端が1点で結ばれ,他端がそれぞれの線に接続されるY結線](/denko2/fig/2020r02sp-q005-1.png)
- イ150
- ロ212
- ハ260
- ニ300
答えと解説
✓ これが正解ハ260
解説
相電圧は15×10=150 V、線間電圧は150×1.73≒260 Vです。
Y結線(3つの抵抗の一端を1点で結んだ接続)の三相回路では、線間電圧は相電圧(抵抗1個にかかる電圧)の√3倍になります。√3=1.73として計算します。
図の各線に15 Aが流れ、Y結線では線を流れる電流がそのまま抵抗に流れます。抵抗1個にかかる相電圧は、オームの法則から15×10=150 Vです。線間電圧は、2つの相電圧を位相が120度ずれた状態で合成した値なので、E=√3×150=1.73×150=259.5 Vとなり、最も近い値は260 Vです。
150 Vは相電圧そのもので、線間電圧にするには√3倍が必要です。212 Vは150に√2=1.41を掛けた値(211.5 V)で、√3と√2を取り違えています。300 Vは相電圧2個を単純に足した値ですが、位相がずれているので足し算にはなりません。覚え方は、Y結線は線間電圧=√3×相電圧、線電流=相電流です。
ほかの選択肢の解説
- イ150:150 Vは抵抗1個にかかる相電圧です。問われているのは3本の線の間の線間電圧Eで、Y結線では相電圧の√3倍になります。相電圧のまま答えにすると、線間電圧より小さくなります。
- ロ212:212 Vは相電圧150 Vに√2=1.41を掛けた値です。三相回路の線間電圧と相電圧の関係に使う係数は√2ではなく√3です。交流の最大値と実効値の関係の係数と取り違えています。
- ニ300:300 Vは相電圧150 Vを2個分足し算した値です。線間の電圧は2つの相の電圧の差で、その2つは位相が120度ずれているため、単純な和にならず、150×1.73の260 Vほどになります。
出典:令和2年度下期第二種電気工事士筆記試験(午後) 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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