第二種電気工事士の過去問
令和3年度下期 午後
一般問題 問4

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問題

第二種 電気工事士試験 令和3年度下期 午後 一般問題 問4 (訂正依頼・報告はこちら)

単相200Vの回路に、消費電力2.0kW、力率80%の負荷を接続した場合、回路に流れる電流[A]は。
  • 7.2
  • 8
  • 10
  • 12.5

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この過去問の解説 (3件)

01

1:×

2:×

3:×

4:○

消費電力はP=VIcosθの公式で求めることができます。

電流を求めるため式を変形すると以下の形になります。

I=P/V×cosθ

問題より、消費電力 P=2.0kW=2000W、電圧200V、力率80%を代入すると

I=2000/(200×0.8)=12.5[A]ですので、4が正解となります。

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02

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>

◯単相交流回路の有効電力の式を理解し、その式から電流値を求めることができる。

この必要知識に伴う計算式は下記です。

<必要計算式>

・有効電力P[W]

=皮相電力S[V・A]× 力率

=V × I × cosθ

有効電力P[W]は、負荷で実際に消費される消費電力です。

皮相電力S[V・A]は、交流電源から送られる理論上の電力です。

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。

この回路の有効電力は、

有効電力=2.0kW =200V × I × 80%

よってこの回路の電流値は、

I=2.0kW /(200V × 80%)=12.5A

正解は12.5になります。

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03

本問題は、電力と力率の関係の問題です。

負荷に掛かる電力 S [W]は、電圧 V [V] と電流 I [A]の掛け算で表され皮相電力と言います。

S [W] = V [V] × I [A] = V・I [W] です。

実際には皮相電力 Sがそのまま負荷に掛かることはなく、有効電力 P [W] として、力率 cosθ [%]が掛かって次のように表されます。

P [W] = S [W] × cosθ [%]

したがって、式を整理すると、

P [W] = V・I [W] × cosθ [%] = 200 [V] × I [A] × 0.8

Pは2.0 kW ですので、求める電流値は、

I [A] = (2.0 ×103) [W]/(200 [V] × 0.8)

= 10/0.8 [A]

= 12.5 [A]

です。

選択肢1. 7.2

×

誤りです。

選択肢2. 8

×

誤りです。

選択肢3. 10

×

誤りです。

選択肢4. 12.5

正解です。

まとめ

<参考>

負荷に80%の力率が掛かって、消費電力が少なくなる理由は、負荷には抵抗負荷と他の負荷、例えばコイルの負荷が掛かっているからです。抵抗負荷に掛かる電力を有効電力、コイルに掛かる電力を無効電力と言い、消費しない電力のため無効電力と言います。

皮相電力は、有効電力と無効電力を合わせた電力で、皮相電力に力率を掛けて有効電力とすることは、無効電力を省くということになります。

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