令和6年度上期第二種電気工事士学科試験(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3線式に関する問題
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図のような三相3 線式回路に流れる電流I[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。
![3φ3W電源の各線間電圧200 V。3本の線に10 Ωの抵抗が1本ずつ接続され,3本の抵抗の他端が1点で結ばれるY結線の負荷。上の線を流れる電流をI[A]とする](/denko2/fig/2024r06k-q005-1.png)
- イ8.3
- ロ11.6
- ハ14.3
- ニ20.0
答えと解説
✓ これが正解ロ11.6
解説
Y結線の相電圧は200÷1.73≒115.6 V、電流は約11.6 A です。
三相3線式のY結線(星形結線)の負荷では、各抵抗にかかる電圧は線間電圧の1/√3倍で、線に流れる電流は抵抗に流れる電流と同じです。この図は、抵抗3個の一端を1点に集めたY結線で、線間電圧は200 Vです。ここでの決め手は、抵抗に200 Vがそのままかかるのではないという点です。
1つの抵抗にかかる電圧(相電圧)は、200÷√3=200÷1.73≒115.6 V です。抵抗は10 Ωなので、電流は115.6÷10=11.56 A、選択肢で最も近い値は11.6 A となります。
検算は、I=200/(√3×10)=200/17.3=11.56 A と一度にまとめて求めても同じです。Y結線では、線電流と各抵抗の電流が等しく、回路は三相で釣り合っているので、この1相分の電気回路の計算で足ります。 覚え方は、Y結線は相電圧=線間電圧÷√3、電流は相電圧÷抵抗、です。
ほかの選択肢の解説
- イ8.3:8.3 A は、この図の条件では導けません。1相分の電圧は約115.6 V、抵抗は10 Ω なので電流は約11.6 A です。8.3 A まで小さくなる計算の道筋が、図からは見つかりません。
- ハ14.3:14.3 A は、この図の条件では導けません。Y結線の相電圧は約115.6 V で、10 Ω で割ると約11.6 A です。14 A 台になるには、電圧か抵抗の値を別のものに取り違える必要があります。
- ニ20.0:20.0 A は、線間電圧200 Vを、1つの10 Ωにそのままかけた200÷10の値です。Y結線では抵抗1個にかかる電圧は200 Vの1/√3倍に下がるため、電流も約11.6 A に小さくなります。
出典:令和6年度上期第二種電気工事士学科試験 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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