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第二種電気工事士の過去問 令和3年度上期 午後 一般問題 問6

問題

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図のような単相2線式回路で、c-c’間の電圧が100Vのとき、a-a’間の電圧[V]は。
ただし、γ1及びγ2は電線の電気抵抗[Ω]とする。
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( 第二種 電気工事士試験 令和3年度上期 午後 一般問題 問6 )

この過去問の解説 (3件)

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正解は2です。

この問題は出題科目「電気の基礎理論」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2線式の電圧降下を計算できる。

この知識は電気工事の際に常に念頭に置くべき知識です。

この必要知識に伴う計算式は下記です。

<必要計算式>

・単相2線式の電圧降下=2× 電線の抵抗 r × 電流 I

それでは上記の必要知識及び計算式を使って問題を解いていきます。

まず2つの抵抗負荷にそれぞれ5[A]流れているので、

電源から送り出される総電流は、

5[A]+5[A]=10[A]になります。

この10[A]が2つの r1 に流れる時の電圧降下は、単相2線式の電圧降下の式から

2× 0.05[Ω]× 10[A]=1[V]になります。

次に rの電圧降下を計算します。

rに流れる電流は分岐点bで分流された5[A]になるので、この値を式にあてはめると、

2× 0.1[Ω]× 5[A]=1[V]になります。

抵抗負荷にかかる電圧は100[V]のため、この電圧に電線の電圧降下分を足すと、

1[V]+1[V]+100[V]=102[V]

正解は2になります。

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正解は、 2 です。

単相2線式における、電線の電圧降下を踏まえて、電源電圧を求める問題です。

以下の手順で解答していきます。

①b-b‘間の電圧値を求めます。

単相2線式において、電圧降下を示す式は下記になります。

電圧降下(V)=2rl

※rは、r1やr2を指します。

※lは、そこに流れる電流値を指します。

b→c→c‘→b’には、5Aが流れますので、上記式によりb→c→c‘→b’間

の電圧降下は、2×0.1×5=1となり、1Vの電圧降下となります。

よって、b-b‘間の電圧値は、101Vとなります。

②同じ要領でb-b‘間の電圧値から、a-a‘間の電源電圧値を求めます。

b→b‘には、5A流れますので、a→b、b‘→a’には、b→c→c‘→b’の5Aと

合わせて10Aが流れます。上記式によりa→b→b‘→a’間の電圧降下は、

2×0.05×10=1となり、1Vの電圧降下となります。よって、b-b‘間の電圧値は、

101Vですので、a-a‘間の電源電圧値は、102Vとなります。

よって、正解は、 2 です。

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1:×

2:○

3:×

4:×

単相2線式の電圧降下は以下の式で求められます。

V=2Ir

 I:電流

 r:抵抗

まず、回路のc-c'間の抵抗0.1Ωと電流5Aを代入します。

V=2×5×0.1

=1[V]

この1Vがb-c間での電圧降下分となりますので、b-b'間の電圧は以下のようになります。

Vb-b'=Vc-c'+1=101[V]

同様にa-a'間を求めますが、b-b'間とc-c'間に流れている電流を考慮すると、電流I=(Ib+Ic)となります。

求めた電流の値から、a-a'間の電圧降下VaはV=2Irに代入すると以下のようになります。

Va=2×(Ib+Ic)×r=2×(5+5)×0.1=2×10×0.1

=2[V]

以上から、a-a'間の電圧は以下のように求めることができます。

Va-a'=Vb-b'+2=102[V]

よって、2が正解となります。

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