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第一種電気工事士の過去問 令和4年度(2022年) 午後 一般問題 問5

問題

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図のような三相交流回路において、電源電圧は200V、抵抗は8Ω、リアクタンスは6Ωである。抵抗の両端の電圧VR[V]は。
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( 第一種 電気工事士試験 令和4年度(2022年) 午後 一般問題 問5 )
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この過去問の解説 (2件)

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まず、相電圧を求めます。(RとLの1セットにかかる電圧)

これは線間電圧を1/√3したものになるので、200/√3[V]です。

1相のインピーダンスは、Z=√(82+62)=10[Ω]なので電流は

200/(10√3)=20/√3=[A]

よって

VR=8×20/√3=160/√3=160÷1.732..=92[V]

となります。

選択肢4. 92

こちらが正解となります。

まとめ

ポイントは

①線間電圧から相電圧を求める→√3分の1

②1相の合成インピーダンスを求める(3:4:5の関係)

③電流を求めてから抵抗にかかる電圧を求める

です。√3の計算が必要になりますが、ほかの選択肢はすべて160を2以上の値で割っているのであり得ない、ということが分かればざっくり求めることができると思います。

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中性線を1本書いて単相回路として計算を行います。

公式として線間電圧=√3×相電圧を覚えているかがポイントになります。

まずインピーダンスZを計算します。

Z=√(R2+X2)=√(82+62)=10Ω

次に電圧を求めます。

線間電圧=√3×相電圧

相電圧=200/√3V

電流値を求めます。

I=V/Z=20√3/3A

最後にVRを求めます。

VR=I×R=92.26Vとなります。

選択肢1. 57

線間電圧の公式を誤り線間電圧=3×相電圧にして計算した場合53.3Aとこの答えに近くなりますが誤りです。

選択肢2. 69

計算ミスをしたとしてもこの答えは出ません。

選択肢3. 80

中性線に1線を引いて計算をせず、8Ω→6Ω→6Ω→8Ω(抵抗→リアクタンス→リアクタンス→抵抗)の回路として計算してしまった場合こうなります。

Z=20Ωで電圧200V、I=10Aになるため、VR=80になりますがこれは誤りです。

選択肢4. 92

正解になります。

まとめ

この問題はスター結線の問題です。この時は中性線を1本書いて単相回路として計算を行うのが定石の問題です。

公式として線間電圧=√3×相電圧を間違えて覚えないように注意が必要です。

別にデルタ結線がありますが、その場合は線間電圧=相電圧ですので混同しないように注意してください。

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