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第二種電気工事士の過去問「第10034問」を出題

問題

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図のような交流回路で、負荷に対してコンデンサCを設置して、力率を100[%]に改善した。このときの電流計の指示値は。
問題文の画像
   1 .
零になる。
   2 .
コンデンサ設置前と比べて増加する。
   3 .
コンデンサ設置前と比べて減少する。
   4 .
コンデンサ設置前と比べて変化しない。
( 第二種 電気工事士試験 平成25年度上期 )

この過去問の解説 (4件)

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まず力率を100%に改善したという事は、それまでは100%以下であったという事がわかります。

仮に1000Wの負荷で力率が80%の状態から100%に改善された場合を計算してみます。

1000=100×A×0.8 A=12.5 ←80%
1000=100×A×1 A=10  ←100%

と減少している事がわかるので、答えは「3」となります。
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同じ電力であっても、「電力(電圧×電流)の効率」すなわち力率が良くなっているので、回路の電圧は変わっていない以上、電流が小さくて済みます。

よって答えは3ですが、仮に元々の力率が50%だとすると、100Wを生むために100V×〇A×0.5(50%)より50%の力率の時は2Aでなければ100Wにならないことがわかりますが、力率が100%の時は、100Wを生むために100V×〇A×1(100%)より1Aになることがわかります。
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「3」が正答です。

負荷と並行にコンデンサを接続するとコンデンサに進みの無効電流が流れ、負荷に流れる遅れのの無効電流を打ち消して力率を改善しますが、無効電流が小さくなった分、回路全体に流れる電流は減少します。
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負荷の消費電力[W]と電圧[V]、電流[A]、力率[cosΘ]の関係を式で表すと、
[W]=[A]×[V]×[cosΘ]
なので、仮に消費電力=100W、電圧100Vの場合、
力率=0.8の場合、
100W=[A]×100V×0.8 ∴[A]=1.25A
力率=1の場合、
100W=[A]×100V×1.0 ∴[A]=1.0A
したがって、力率が改善すると、流れる電流は減少しますので、「3」が正解となります。
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