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4
電気に関する基礎理論
力率に関する問題
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図のような回路で,電源電圧が24 V,抵抗R=4 Ωに流れる電流が6 A,リアクタンスXL=3 Ωに流れる電流が8 A であるとき,回路の力率[%]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43
- ロ60
- ハ75
- ニ80
答えと解説
✓ これが正解ロ60
解説
並列回路の力率は、抵抗の電流÷全電流=6÷10=60 %。
力率とは、電源が送り出す電流のうち、実際に仕事(抵抗での消費)に使われる電流の割合です。抵抗とリアクタンス(コイル)が並列の回路では、抵抗に流れる電流とコイルに流れる電流は位相が90度ずれているので、単純な足し算ではなく、直角三角形の関係で合成します。
全電流は √(6²+8²)=√(36+64)=√100=10 A で、図に書かれた電源側の10 Aと一致します。力率は、抵抗に流れる電流÷全電流=6÷10=0.6、つまり60 %です。電力で確かめると、皮相電力が 24×10=240 VA、有効電力が 24×6=144 W なので、144÷240=0.6 で同じ値になります。
覚え方は、並列回路の力率は、抵抗の電流を全電流で割る、です。
ほかの選択肢の解説
- イ43:43 %は、抵抗の電流6 Aを、抵抗とコイルの電流を単純に足した14 Aで割った値(6÷14)にあたります。交流では位相が90度ずれるため足し算は成り立たず、全電流は10 Aです。
- ハ75:75 %は、抵抗の電流6 Aをコイルの電流8 Aで割った値(6÷8)です。力率は全電流に対する割合なので、分母にコイルの電流を使うのは誤りで、分母は全電流の10 Aです。
- ニ80:80 %は、コイルに流れる電流8 Aを全電流10 Aで割った値(8÷10)にあたります。これは仕事に使われない無効分の割合で、力率とは別のものです。力率は抵抗側の6÷10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4(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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