令和7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0.2 Ωとなった。この電線に10 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。
- イ72
- ロ144
- ハ288
- ニ576
答えと解説
✓ これが正解イ72
解説
熱量は I²Rt=100×0.2×3 600=72 kJです。
電流が抵抗を流れると熱が出ます(ジュール熱)。接触抵抗とは、電線の接続不良の部分にできる余分な抵抗のことで、ここに電流が流れると発熱します。熱量Q[J]は、電流I[A]の2乗、抵抗R[Ω]、時間t[s]の積で、Q=I²×R×t です。
電流10 Aの2乗は100、これに0.2 Ωを掛けると、接続点で消費される電力は 100×0.2=20 W です。時間は1時間なので、3 600秒です。熱量は 20×3 600=72 000 J で、1 kJ=1 000 J なので72 kJになります。
検算として、電力量で確かめます。20 W×1 h=0.02 kWhで、1 kWh=3 600 kJなので、0.02×3 600=72 kJとなり、同じ値です。 覚え方は、熱量は電流の2乗×抵抗×秒、1時間は3 600秒、です。
ほかの選択肢の解説
- ロ144:144 kJは、72 kJのちょうど2倍で、20 W×7 200秒=144 kJとなる2時間分の値です。問は1時間(3 600秒)なので、20×3 600=72 000 J=72 kJにしかならず、合いません。
- ハ288:288 kJは、20 W×14 400秒=288 kJとなる4時間分の値です。電流の2乗は100、抵抗は0.2 Ω、時間は3 600秒と問に書かれているので、計算すると72 kJで、この値にはなりません。
- ニ576:576 kJは、20 W×28 800秒=576 kJとなる8時間分の値です。問の時間は1時間だけです。発熱量は I²×R×t=100×0.2×3 600=72 000 J で、72 kJになり、576 kJまで大きくなりません。
出典:令和7年度上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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