令和3年度上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3
電気に関する基礎理論
電力に関する問題
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消費電力が400 Wの電熱器を1時間20分使用した時の発熱量[kJ]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。
- イ960
- ロ1 920
- ハ2 400
- ニ2 700
答えと解説
✓ これが正解ロ1 920
解説
発熱量=電力×時間=400 W×4 800 s=1 920 kJ。
電熱器の発熱量は、消費した電気エネルギー(電力量)に等しく、電力[W]×時間[s]で求めます。単位は J(ジュール)で、1 kJ は 1 000 J です。1 W は、1 秒間に 1 J のエネルギーを使う割合にあたります。
使用時間の1時間20分は、60×60+20×60=3 600+1 200=4 800 秒です。したがって発熱量は 400×4 800=1 920 000 J、つまり 1 920 kJ になります。
別の方法でも確かめられます。1時間20分は 4/3 時間なので、電力量は 0.4 kW×4/3 h≒0.533 kWh です。1 kWh は 3 600 kJ なので、0.533×3 600=1 920 kJ となり、同じ値になります。 覚え方は、時間は必ず秒に直してから電力にかける、です。
ほかの選択肢の解説
- イ960:960 kJは、400 Wを2 400秒、つまり40分使った場合の値(400×2 400)です。設問の1時間20分は4 800秒なので、時間を半分しか見ていないことになり、合いません。
- ハ2 400:2 400 kJは、400 Wを6 000秒、つまり1時間40分使った場合の値(400×6 000)です。設問は1時間20分の4 800秒ですから、時間を長く見積もりすぎた計算です。
- ニ2 700:2 700 kJは、400 Wで6 750秒(1時間52分30秒)使った場合の値にあたります。設問の使用時間は4 800秒で、これとは合わず、時間を長く見すぎた数値です。
出典:令和3年度上期第二種電気工事士筆記試験(午後) 問3(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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