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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17

問題

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水力発電の水車の出力Pに関する記述として、正しいものは。ただし、Hは有効落差、Qは流量とする。
   1 .
PはQHに比例する。
   2 .
PはQH2に比例する。
   3 .
PはQHに反比例する。
   4 .
PはQ2Hに比例する。
（ 第一種 電気工事士試験 令和4年度（2022年） 午後 一般問題　問17 ）
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この過去問の解説 （2件）

7

水力発電の出力に関する公式は以下の通りです。

P=9.8×QHη

（η…効率）

従って、PはQHに比例します。

選択肢1. PはQHに比例する。

こちらが正解となります。

まとめ

計算問題も出力されるため、P=9.8QHηの式は覚えておきましょう。

9.8は重力加速度です。

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2

水力発電の出力の公式はP=9.8×Q（H0-Hf）ηです。

（Q:流量,H0:総落差,Hf:損失水頭,η:効率）

本問題では損失水頭について触れられていないため損失水頭Hf=０とします。

この9.8についてですが、これは重力加速度からきています。

そのため公式の出し方として位置エネルギー公式W=mgH［J］でも出すことができます。

（m:1m3の水＝1000kg＝Q,g:重力加速度,H:有効落差）

選択肢1. PはQHに比例する。

この通りなので問題ありません。

選択肢2. PはQH2に比例する。

有効落差に2乗はしませんので誤りです。

選択肢3. PはQHに反比例する。

反比例はしないので誤りです。

選択肢4. PはQ2Hに比例する。

流量に2乗はしないので誤りです。

まとめ

水力発電の公式は簡単ですが、もし忘れた場合、高い場所から水を落として発電するイメージは掴みやすいと思います。

位置エネルギーを使うと覚えておけばW=mgHから導くことができます。

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