令和3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4
電気に関する基礎理論
力率に関する問題
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単相200 Vの回路に,消費電力2.0 kW,力率80 %の負荷を接続した場合,回路に流れる電流[A]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7.2
- ロ8.0
- ハ10.0
- ニ12.5
答えと解説
✓ これが正解ニ12.5
解説
電流=2000÷(200×0.8)=12.5 Aです。
交流回路では、負荷が実際に消費する電力(有効電力)は、電圧×電流×力率で表されます。力率は、電圧と電流のずれの大きさを表す割合で、80 %なら0.8です。したがって電流は、有効電力÷(電圧×力率)で求めます。
消費電力2.0 kWは2000 Wです。電圧は200 V、力率は0.8なので、I=2000÷(200×0.8)=2000÷160=12.5 Aとなります。見かけの電力(皮相電力)で考えても、2000÷0.8=2500 VAで、2500÷200=12.5 Aと同じ結果になります。
10.0 Aとする肢は、2000÷200で力率を考えずに割った値です。8.0 Aとする肢は、力率を割らずに掛けた値です。力率が1より小さい負荷では、同じ電力を使うのに電流が多く流れる、つまり電流は10 Aより大きくなるはずです。7.2とする肢はこの式からは出てきません。覚え方は、電流=電力÷(電圧×力率)で、力率は分母です。
ほかの選択肢の解説
- イ7.2:7.2 Aは、この回路の条件から作れる値ではありません。力率が1より小さいと電流は力率1のときの10 Aより増えるはずなので、10 Aを下回る値は、そもそも当てはまりません。
- ロ8.0:8.0 Aは、2000÷200=10 Aに力率0.8を掛けた値で、割るべきところを掛けています。力率が低いほど電流は増えるので、10 Aより小さくなる点でも筋が通りません。
- ハ10.0:10.0 Aは、2000 Wを200 Vで割っただけで、力率の80 %を無視した値です。力率が100 %の負荷なら正しいのですが、この負荷は力率80 %なので電流がもっと大きくなります。
出典:令和3年度下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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