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第二種電気工事士の過去問「第39369問」を出題

問題

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図のように、電線のこう長8mの配線により、消費電力2000Wの抵抗負荷に電力を供給した結果、負荷の両端の電圧は100Vであった。配線における電圧降下[V]は。ただし、電線の電気抵抗は長さ1000m当たり3.2Ωとする。
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( 第二種 電気工事士試験 平成30年度下期 一般問題 )

この過去問の解説 (3件)

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電圧降下に関する問題です。

まずは、電線に流れている電流を求めましょう。
消費電力2000Wの抵抗負荷に100Vの電圧がかかっています。
(消費電力)=(電流)×(電圧)ですので、抵抗負荷を流れる電流は次のようにして求められます。
(抵抗負荷を流れる電流)=2000/100=20(A)
直列回路ですから、どの場所も流れている電流は同じ値です。ゆえに電線を流れる電流も20Aです。

次に、電線の電気抵抗を求めましょう。
電線の長さは8(m)×2=16(m)です。
電線の電気抵抗は長さ1000m当たり3.2Ωですから、長さ1m当たりでは0.0032Ωです。
ゆえに16(m)の電線の電気抵抗は0.0032×16=0.0512(Ω)です。

最後に電圧降下を求めます。
(電圧降下)=(電線にかかる電圧)ですから、電線にかかる電圧を求められば、答えがわかります。
今回、電線を流れる電流は20(A)で、電気抵抗は0.0512(Ω)なので、オーム法則より
(電線にかかる電圧)=0.0512×20=1.024(V)
となります。

したがって、正解は1番です。
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「1」が正答です。

単相2線式の電圧降下は以下の式で表されます。
電圧降下[v]=2×I×r

上記の式に電流と電線の抵抗を求め、その値を代入して電圧降下を求めます。

電線に流れる電流は抵抗負荷に流れる電流と同じであるため、2000W/100V=20Aとなります。

抵抗は1000mで3.2Ωの条件であるため、1mあたりの抵抗は、3.2Ω/1000m=0.0032Ωとなり、長さ8mの電線1本分の抵抗は0.0032×8=0.0256Ωになります。

電流と抵抗の値を電圧降下の式に当てはめると、
電圧降下=2×20×0.0256=1.024≒1Vとなります。

従って「1」が正答となります。
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正解は1.になります。

抵抗負荷の電流値を求めます。

I [A] = 2000 / 100
= 20 [A]

電圧降下の対象になるのは、2線分( 8×2 m )になるので、

16 × 3.2 / 1000 = 0.0512 [Ω]

よって、

0.0512 [Ω] × 20 [A] ≒ 1 [V]

になります。
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