令和6年度下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3

電気に関する基礎理論

接触抵抗に関する問題

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電線の接続不良により，接続点の接触抵抗が0.5 Ωとなった。この電線に20 A の電流が流れると，接続点から1 時間に発生する熱量［kJ］は。ただし，接触抵抗の値は変化しないものとする。

〔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。

答えと解説

✓ これが正解ハ720

解説

発熱量は I²Rt＝20²×0.5×3600＝720 kJ です。

電線の接続不良で接触抵抗に電流が流れると、ジュール熱が発生します。発熱量は、電流の2乗×抵抗×時間で、単位はジュール（J）です。ここで使う知識は、電力P＝I²R と、熱量（電力量）＝電力×時間という関係です。

まず電力は、20²×0.5＝400×0.5＝200 W です。時間は1時間＝3600秒なので、熱量は200×3600＝720000 J＝720 kJ になります。1 kJ は1000 J なので、720000÷1000＝720 kJ です。

検算は、電力200 W＝0.2 kW に3600秒を掛けて、0.2×3600＝720 kJ と求めます（kW×秒＝kJ）。電流が2倍になれば発熱は4倍になる、というのが2乗に比例する点の特徴です。覚え方は、熱量［J］＝I²×R×t、秒に直して kJ にする、です。

イ72：72 kJ は、720 kJ の10分の1です。200 W を6分（360秒）だけ流したときの熱量にあたり、この問題の1時間（3600秒）より、ずっと短い時間で計算した値になります。
ロ144：144 kJ は、200 W を12分（720秒）流したときの熱量にあたります。問題の時間は1時間で60分なので、時間を短く数えた値であり、この条件には合いません。
ニ1 440：1 440 kJ は、200 W を2時間（7200秒）流したときの熱量にあたり、正解の720 kJ のちょうど2倍です。問題の時間は1時間なので、時間を2倍に数えた値になっています。

出典：令和6年度下期第二種電気工事士学科試験問3（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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