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電源の各線間の電圧がE[V]。3本の線にそれぞれ20 Aの電流が流れる。負荷は6 Ωの抵抗3本の一端が1点で結ばれ,他端がそれぞれの線に接続されるY結線](/denko2/fig/2023r05sp-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
Y結線の相電圧は20×6=120 Vで、線間電圧は120×1.73≒208 V。
三相交流のY結線(星形結線)の問題です。Y結線では、各線に流れる線電流が、そのまま負荷1個に流れる相電流になり、線間電圧は負荷1個にかかる相電圧の√3倍になります。
図では、各線に20 Aが流れ、負荷の抵抗は1個が6 Ωです。負荷1個にかかる相電圧は、オームの法則で20×6=120 Vです。線間電圧は、これに【注】のとおり√3=1.73を掛けて、120×1.73=207.6 Vとなり、選択肢の中では208 Vが該当します。
相電圧の120 Vを答えにしてしまうのが典型的な間違いです。問われているのは電源の線と線の間の電圧Eなので、√3倍する手順が必要です。
覚え方は、Y結線は線間電圧が相電圧の√3倍、線電流は相電流と同じ、の組合せです。
ほかの選択肢の解説
- イ120:120 V は、負荷1個にかかる相電圧です。問われている線間電圧Eは、Y結線では相電圧の√3倍になるので、この値は途中の数字であって答えにはなりません。
- ロ173:173 V は、与えられた20 Aと6 Ωからの計算では導けません。相電圧120 Vに1.73を掛けると207.6 Vとなり、173にはなりません。手順のどこでも出てきません。
- ニ240:240 V は、相電圧120 Vを単純に2倍した値です。三相のY結線で、線間電圧が相電圧の2倍になることはなく、正しい倍率は2ではなく√3です。
出典:令和5年度下期第二種電気工事士学科試験(午後) 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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