第三種電気主任技術者(電験三種) 過去問
令和4年度(2022年)下期
問16 (理論 問16)

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問題

第三種 電気主任技術者試験 令和4年度(2022年)下期 問16(理論 問16) (訂正依頼・報告はこちら)

図のように、抵抗6Ωと誘導性リアクタンス8ΩをY結線し、抵抗r[Ω]をΔ結線した平衡三相負荷に、200Vの対称三相交流電源を接続した回路がある。抵抗6Ωと誘導性リアクタンス8Ωに流れる電流の大きさをI1[A]、抵抗r[Ω]に流れる電流の大きさをI2[A]とする。電流I1[A]とI2[A]の大きさが等しいとき、次の問に答えよ。

この設問は、<前問>の続きの設問となります。

図中の回路が消費する電力の値[kW]として、最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。
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この過去問の解説 (2件)

01

三相交流回路の消費電力を求める計算問題です。

選択肢4. 9.3

図の回路で消費する電力Pは、Y結線の抵抗6[Ω]とΔ結線の抵抗rで消費される電力の合計であることが分かります。

それぞれの結線の消費電力は、P=RI2を応用して求めていきます。

 P = (6×I12×3) + (r×I22×3)

問題文や<前問>の回答で得た

 I1 = I2 = 11.55 [A]、r = 17.32 [Ω]を代入します。

 P = (6×I12×3) + (r×I12×3)

  = (6+r) × I12 × 3

  = (6+17.32)×11.552×3

  = 23.32×11.552×3

  ≒ 9330 [W]

  = 9.33 [ kW]

  ≒ 9.3 [kW]

となります。

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02

前問からの続きとなります。

この問題では回路全体の消費電力を求める形となります。

消費電力は以下の公式で求める事が出来ます。(三相交流回路の場合)

・消費電力P=√3VIcosθ[W]…①

・消費電力P=3I2R[W]…②

 

まずはY結線の回路から求めます。

まず力率cosθは次のようになります。

・cosθ=R/Z=6/10=0.6

上記公式①を用いて消費電力P1を求めていきます。

・P1=√3×200×11.55×0.6≒2400[W]=2.4[kW]

 

次にΔ結線の回路を公式②を用いて消費電力P2を求めていきます。

・P2=3I2R=3×11.552×17.3≒6924[W]=6.9[kW]

 

最後に全体の消費電力を求めます。

・P=P1+P2=2.4+6.9=9.3[kW]

以上のようになります。

選択肢4. 9.3

こちらが適切な解答となります。

まとめ

この問題は三相交流回路の問題の中でも基礎的な要素が詰まった問題となります。なので繰り返し学習をすることで基礎が固まりますから、何度もチャレンジすることをお薦め致します。

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