令和5年度下期第二種電気工事士学科試験(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
リアクタンスに関する問題
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図のような抵抗とリアクタンスとが直列に接続された回路の消費電力[W]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600
- ロ800
- ハ1 000
- ニ1 250
答えと解説
✓ これが正解ロ800
解説
Z=10 Ω、I=10 Aで、消費電力は抵抗分のI²R=800 W。
交流の直列回路では、抵抗とリアクタンス(コイルなどによる電流の流れにくさ)を合わせたインピーダンスで電流が決まります。ただし電力を消費するのは抵抗だけで、リアクタンスは電力を消費しません。
インピーダンスは、抵抗とリアクタンスをそれぞれ2乗して足し、平方根をとります。Z=√(8²+6²)=√100=10 Ωです。電流は電圧を割って、100÷10=10 Aとなります。消費電力は抵抗に流れる電流の2乗に抵抗を掛けた値で、10²×8=800 Wです。
電圧と電流を掛けた1000という値は皮相電力(見かけの電力)で、実際に熱などに変わる電力ではありません。また、電圧の2乗を抵抗で割る式は、抵抗に電源電圧がそのまま加わるときだけ使えます。
覚え方は、電力は抵抗だけが消費する、電流はインピーダンスで求める、の2点です。
ほかの選択肢の解説
- イ600:600 W は、リアクタンス6 Ωにも電流10 Aの2乗を掛けた値です。リアクタンスは電力を消費せず、電源との間で電気をやり取りするだけなので、この式は当てはまりません。
- ハ1 000:1000 は、電圧100 Vと電流10 Aを掛けた皮相電力で、単位は本来ボルトアンペアです。抵抗で実際に消費される有効電力はこれより小さく、800 Wになります。
- ニ1 250:1250 W は、電圧100 Vの2乗を抵抗8 Ωだけで割った値で、リアクタンスの存在を無視しています。実際は直列のリアクタンスで電流が減り、これほど大きくはなりません。
出典:令和5年度下期第二種電気工事士学科試験(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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