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第二種電気工事士の過去問 平成30年度下期 一般問題 問27

問題

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図のような単相3線式回路で、開閉器を閉じて機器Aの両端の電圧を測定したところ120Vを示した。この原因として、考えられるものは。
問題文の画像
   1 .
a 線が断線している。
   2 .
中性線が断線している。
   3 .
b 線が断線している。
   4 .
機器Aの内部で断線している。
( 第二種 電気工事士試験 平成30年度下期 一般問題 問27 )

この過去問の解説 (3件)

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単相3線式回路に関する問題です。

選択肢を1つずつ吟味していきましょう。

1.もし、a線が断線していたら、機器Aには電流が流れません。つまり、機器Aを流れる電流は0Aです。オームの法則より、電流が0Aならば電圧も0Aのはずです。これは機器Aに120Vの電圧がかかっていることに矛盾します。ゆえに1番は正しい選択肢ではありません。

2.もし、中性線が断線していたら、機器Aと機器Bにあわせて200Vの電圧がかかります。このとき、機器Aと機器Bにそれぞれどのくらいの電圧がかかるかは、機器Aと機器Bの抵抗値(またはインピーダンス)の比で決まります。このとき、機器Aに120Vの電圧がかかることはあり得ます。ゆえに2番は正しい選択肢です。

3.もし、b線が断線していたら、機器Aには100Vの電圧がかかります。これは機器Aに120Vの電圧がかかっていることに矛盾します。ゆえに3番は正しい選択肢ではありません。

4.もし、機器Aの内部で断線していたら、機器Aには電流が流れません。つまり、機器Aを流れる電流は0Aです。オームの法則より、電流が0Aならば電圧も0Aのはずです。これは機器Aに120Vの電圧がかかっていることに矛盾します。ゆえに4番は正しい選択肢ではありません。

以上より正解は2番です。
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「2」が正答です。

中性線が断線した場合、機器のAとBに直列接続された状態で200Vの電圧がかかります。
それぞれの機器にかかる電圧は、負荷の抵抗値に比例するため、仮に機器Aの抵抗値が機器Bの抵抗値より大きい場合は100Vを超えた電圧がかかることが考えられます。

<補足>
・a線が断線した場合は、機器Aに電圧はかかりません。
・b線が断線した場合は、機器Aに100Vの電圧がかかります。
・機器Aの内部で断線している場合は、電流が流れず、電圧は値を示しません。
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正解は2です。

この問題は出題科目「配電理論及び配線設計」からの出題です。

この問題では下記の知識を求められています。

<必要知識>

◯単相3線式回路を理解している。

単相3線式回路において、線間電圧は下記になります。

・a線と中性線の線間電圧は100V。

・b線と中性線の線間電圧は100V。

・a線とb線の線間電圧は200V。

よって機器Aの両端の電圧が120Vの時、中線線は機能しておらず、機器Aと機器Bの直列接続の両端にa線とb線の線間電圧の200Vが機器の抵抗値に比例して分圧されている状態になります。

それでは上記の必要知識を使って問題を解いていきます。

解答1のa 線が断線している場合、機器Aに電流は流れず、機器Aから120Vは測定されません。

解答2の中性線が断線している場合、機器Aと機器Bの直列接続の両端にa線とb線の線間電圧の200Vが機器の抵抗値に比例して分圧されている状態になるため、中性線の断線が原因と言えます。

解答3のb 線が断線している場合、機器Aにはa線と中性線の線間電圧の100Vが印加されるため、機器Aから120Vは測定されません。

解答4の機器Aの内部で断線している場合、機器Aに電流が流れず、機器Aから120Vは測定されません。

よって正解は2になります。

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