令和3年度下期第二種電気工事士筆記試験(午前)(電気技術者試験センター)問5
電気に関する基礎理論
三相負荷に関する問題
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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
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3本の線にそれぞれ20 Aの電流が流れ,3本の線はそれぞれ6 Ωの抵抗を経て1点で結ばれている(星形の結線の負荷)。電源の各線間の電圧と上の線と下の線の間の電圧はE[V]](/denko2/fig/2021r03sa-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
相電圧20×6=120 V に√3を掛け、線間電圧は約208 Vです。
星形(Y形)結線の三相負荷では、各線を流れる電流は負荷1個(1相)を流れる電流と同じで、線間電圧は相電圧(負荷1個にかかる電圧)の√3倍になります。
図では、各線に20 A が流れ、各相の負荷は6 Ω の抵抗です。相電圧は 20×6=120 V です。線間電圧は、相電圧に√3=1.73 を掛けて E=1.73×120=207.6 V となり、選択肢では208 V が最も近い値です。
別の計算でも確かめられます。星形で線間電圧Eを加えると、1相あたりの電圧は E÷√3 で、電流は E÷(√3×6)=20 A です。これから E=20×6×1.73=207.6 V と求まり、同じ値になります。
覚え方は、星形は線電流=相電流、線間電圧=√3×相電圧、です。
ほかの選択肢の解説
- イ120:120 V は、抵抗6 Ω に20 A を流したときの相電圧(抵抗1個にかかる電圧)です。問われているのは線間電圧で、相電圧の√3倍になるので、120 V では足りません。
- ロ173:173 V は、この条件からは導けない値です。相電圧120 V に1.73を掛けると約208 V、120 V を1.73で割ると約69 V となり、どちらも173 V にはなりません。
- ニ240:240 V は、20 A×(6 Ω+6 Ω) のように抵抗2個を単純に直列で足した値と同じです。三相の星形では線間電圧は相電圧の√3倍で、2倍にはなりません。
出典:令和3年度下期第二種電気工事士筆記試験(午前) 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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