第２種電気工事士学科試験問題シリーズ(4)
環境設備DG・タン皆さんこんにちは！タンです。
今日は令和５年度上期一般問題を続けます。
問題６：
解答：
この問題は、３相３線回路に関する問題です。
1線の電力損失は抵抗で消費電力です、Q(J)：
$$ Q =UIt = I^2Rt(J) $$
1秒で消費電力とはP(W)です。
$$ P = \frac{Q}{t} =UI = I^2R (W) $$
U：抵抗両端電圧(V)
I：抵抗に流れる電流(A)
R:抵抗値(Ω)
問題より、I=10(A)、R=0.15(Ω),
ので、
$$ P =UI = I^2 = {10} \times {10} \times {0.15} = 15(W) $$
3線がありますので、“3倍”になります。
$$ P_{\sum} = {3} \times {P} ={3} \times {15} = 45(W) $$
解答
ニ です。
一言：
3相3線ですので、“3倍”忘れないように。
電力損失と抵抗に消費電力と同じです。
問題７：
解答：
この問題は電力損失問題です。
解決方は回路ごとに電力損失計算します。
電力損失式は
$$ P(抵抗) =UI = I^2R(W) $$
U：抵抗両端電圧(V)
I：抵抗に流れる電流(A)
R：抵抗値(Ω)
抵抗負荷で流れる電流計算します：
$$ P =U・I $$
ので、
$$ I = \frac{P}{U} (A) $$
P：抵抗負荷電力(W)
U：抵抗負荷両端電圧(V)
I：抵抗負荷に流れる電流(A)
●１φ２W(１相２線)
問題より、P(A) = P(B) = 1kW = 1000(W)
U(A) = U(B) = V = 100(V)
抵抗負荷Aで、
$$ I(A) = \frac{P(A)}{U(A)} = \frac{1000}{100} =10(A) $$
抵抗負荷Bで、
$$ I(B) = \frac{P(B)}{U(B)} = \frac{1000}{100} =10(A) $$
直列回路ですので、回路に流れる電流Iとは抵抗負荷(Ａ)に流れる電流I(A)と抵抗負荷(B)に流れる電流I(B)の和です。
I = I(A) + I(B) = 10 + 10 = 20(A)
電力損失
P(抵抗) = UI = I2R = 20 × 20 × 0.2 = 80 (W)
２線がありますので、“２倍”になります。
$$ P_{\sum} = {2} \times {P} ={2} \times {80} = 160(W) $$
●１φ３W(１相３線)
問題より、P(A) = P(B) = 1kW = 1000(W)
U(A) = U(B) = V = 100(V)
抵抗負荷Aで、
$$ I(A) = \frac{P(A)}{U(A)} = \frac{1000}{100} =10(A) $$
抵抗負荷Bで、
$$ I(B) = \frac{P(B)}{U(B)} = \frac{1000}{100} =10(A) $$
中性線に流れる電流とは抗負荷(Ａ)に流れる電流I(A)と抵抗負荷(B)に流れる電流I(B)の差です(キルヒホッフの法則１)。
I(中) = I(B) - I(A) = 10 - 10 = 0(A)
電力損失
P(R1) = UI = I2R = 10 × 10 × 0.2 = 20(W)
P(R2) = UI = I2R = 10 × 10 × 0.2 = 20(W)
P(中性線) = UI = I2R = 0(W)
$$ P_{\sum} = P(R1) + P(R2) + P(中性線) = 20 + 20 + 0 + = 40(W) $$
ので、単相３線式回路の電力は単相２線式より小さくなりました。
解答
ロ です。
一言：
負荷電圧と電線抵抗の電圧と違います。
キルヒホッフの法則１は分岐点で電流、キルヒホッフの法則２は閉じる回路の電圧です。
単相３線式では電力損失は単相２線式より小さいですので、よく使われています。
では、今日の令和５年度上期一般問題(4)を終わらせていただきます。
ありがとうございました。
