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第二種電気工事士の過去問 令和3年度下期 午前 一般問題 問6

問題

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図のような単相2線式回路において、d−d’間の電圧が100Vのときa−a’間の電圧[V]は。
ただし、r1、r2及びr3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年度下期 午前 一般問題 問6 )

この過去問の解説 (3件)

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正解は4になります。

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3つの抵抗負荷に10A、5A、5Aが流れているので電源から送り出される総電流は、

10A+5A+5A=20A

この20A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× 0.05Ω× 20A=2V

次に rの電圧降下を計算します。

2つのrに流れる電流は分岐点bで分流された10Aになるのでこの時の電圧降下は、

2× 0.1Ω× 10A=2V

最後にrの電圧降下を計算します。

2つのrに流れる電流は分岐点cで分流された5Aになるのでこの時の電圧降下は、

2× 0.1Ω× 5A=1Vになります。

抵抗負荷にかかる電圧は100Vのため、この電圧に電線の電圧降下分を足すと、

2V+2V+1V+100V=105V

よって正解は4になります。

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正解は、 4 です。

単相2線式の電線の電圧降下に関する問題です。

電線の電圧降下を算出する式は、以下の式になります。

単相2線式の降下電圧=2(往復)×r(電線の電圧降下抵抗)×I(流れる電流)

先ず、c-d、c’ーd’間の降下電圧を算出します。

r3に流れる電流は、5(A)ですので、

2×0.1(Ω)×5(A)=1(V)

c-d、c’ーd’間の降下電圧は、1(V)となります。

よって、cーc’の負荷抵抗にかかる電圧は、101(V)になります。

次に、b-c、b’ーc’間の降下電圧を算出します。

r2に流れる電流は、10(A)になりますので、

㊟分流するので、5(A)ではありません。5(A)+5(A)=10(A)です。

2×0.1(Ω)×10(A)=2(V)

b-c、b’ーc’間の降下電圧は、2(V)となります。

よって、bーb’の負荷抵抗にかかる電圧は、103(V)になります。

最後に、a-b、a’ーb’間の降下電圧を算出します。

r1に流れる電流は、20(A)になりますので、

㊟分流するので、10(A)ではありません。10(A)+10(A)=20(A)です。

2×0.05(Ω)×20(A)=2(V)

a-b、a’ーb’間の降下電圧は、2(V)となります。

よって、aーa’の電源電圧は、105(V)になります。

ですから、正解は、4 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d-d'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c-d間での電圧降下分となりますので、c-c'間の電圧は以下のようになります。

Vc-c'=Vd-d'+1=101[V]

同様にb-b'間を求めますが、c-c'間とd-d'間に流れている電流を考慮すると、電流I=(Ic+Id)となりますので、I=5+5=10[A]で計算します。

V=2Ir=2×10×0.1

=2[V]

これより、

Vb-b'=Vc-c'+2=101+2=103[V]

同様にa-a'間を求めると、

I=5+5+10=20[A]

V=2Ir=2×20×0.05

=2[V]

Va-a'=Vb-b'+2=103+2=105[V]

よって、4が正解となります。

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