第三種電気主任技術者の過去問
令和2年度(2020年)
理論 問20
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問題
第三種 電気主任技術者試験 令和2年度(2020年) 理論 問20 (訂正依頼・報告はこちら)
図のように、誘電体の種類、比誘電率、絶縁破壊電界、厚さがそれぞれ異なる三つの平行板コンデンサ①~③がある。極板の形状と大きさは同一で、コンデンサの端効果、初期電荷及び漏れ電流は無視できるものとする。上側の極板に電圧V0[V]の直流電源を接続し、下側の極板を接地した。次の問に答えよ。
各平行板コンデンサヘの印加電圧をそれぞれ徐々に上昇し、極板間の電界の強さが絶縁破壊電界に逹したときの印加電圧(絶緑破壊電圧)の大きさの大きい順として、正しいものを次の選択肢の中から一つ選べ。
各平行板コンデンサヘの印加電圧をそれぞれ徐々に上昇し、極板間の電界の強さが絶縁破壊電界に逹したときの印加電圧(絶緑破壊電圧)の大きさの大きい順として、正しいものを次の選択肢の中から一つ選べ。
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この過去問の解説 (2件)
01
正解は「2」です。
誘電体に関する問題です。
◆電圧V0[kV]について
・電圧V0[kV]は電界E[kV/mm]と極板間の距離d[mm]の積になります。
*V0 = E × d
◆①②③の絶縁破壊電圧に到達した時の印加電圧について
・①:E1 = 絶縁破壊電界 10[kV/mm],d = 4.0[mm]
*V0 = 10×4.0=40[kV]
・②:E2 = 絶縁破壊電界 20[kV/mm],d = 1.0[mm]
*V0 = 20 × 1.0 = 20[kV]
・③:E3 = 絶縁破壊電界 50[kV/mm],d = 0.5[mm]
*V0 = 50 × 0.5 = 25[kV]
よって,①>③>②となり,正解は「2」です。
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02
電極間の距離をd[mm]、電界をE[kV/mm]、印加電圧をV0[kV]とすると、下記の関係式が成り立ちます。
E = V0 / d
V0 = E × d
①、②、③のコンデンサの印加電圧をV1、V2、V3とすると、それぞれ下記のような式が成り立ちます。
V1 = Em1 × d1 = 10 × 4.0 = 40 [kV]
V2 = Em2 × d2 = 20 × 1.0 = 20 [kV]
V3 = Em3 × d3 = 50 × 0.5 = 25 [kV]
よって、「 ① > ③ > ② 」が正しいです。
正しいです。
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