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第三種電気主任技術者の過去問 令和4年度(2022年)下期 機械 問19

問題

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どの方向にも光度が等しい均等放射の点光源がある。この点光源の全光束は3000lmである。この点光源を図のように配置した。水平面から点光源までの高さは2mであり、点光源の直下の点AとBとの距離は1.5mである。次の問に答えよ。

この点光源の平均光度[cd]として、最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。
問題文の画像
   1 .
191
   2 .
239
   3 .
318
   4 .
477
   5 .
955
( 第三種 電気主任技術者試験 令和4年度(2022年)下期 機械 問19 )
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この過去問の解説 (2件)

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問題で問われている光度[cd]は光源からある方向に向かう光の単位立体角あたりの光束をいい、求める公式は以下のようになります。

・I[cd]=光束F[lm]/立体角ω[sr]‥①

点光源の立体角は空間の広がり度合いを表し、以下のように表す事ができます。

・立体角ω[sr]=球の表面積A[㎡]/球の半径r2[m]

・立体角ω[sr]=4πr2[㎡]/球の半径r2[m]=4π

※球の表面積A[㎡]=4πr2[㎡]

以上より①式に光束F=3000[lm]と立体角ω=4πを代入した結果は次のようになります。

・I=3000/4π≒238.9[cd]≒239[cd]

以上のようになります。

選択肢1. 191

解説の冒頭の数値と一致しないのでこの選択肢は不適切です。

選択肢2. 239

解説の冒頭の数値と一致するのでこの選択肢は適切です。

選択肢3. 318

解説の冒頭の数値と一致しないのでこの選択肢は不適切です。

選択肢4. 477

解説の冒頭の数値と一致しないのでこの選択肢は不適切です。

選択肢5. 955

解説の冒頭の数値と一致しないのでこの選択肢は不適切です。

まとめ

照明の計算問題は頻出しているので確実に得点できるよう、公式は必ず覚えておきましょう。

付箋メモを残すことが出来ます。
0

点光源の平均光束を求める計算問題です。

計算に必要な値や量記号は以下の通りです。

 全光束:F = 3000 [lm]

 立体角:ω [sr]

 平均光束:I [cd]

選択肢2. 239

◆点光源の立体角を求めます。

球の立体角は、表面積Aを半径rの2乗で割ることで求められます。

したがって、立体角ωは

 ω = A/r2

  = 4πr2/r2

  = 4π [sr]

となります。

◆点光源の平均光束を求めます。

平均光束は、全光束を立体角で割ることで求められます。

したがって、平均光束Iは

 I = F/ω

  = 3000/4π

  ≒ 238.73 [cd]

  ≒ 239 [cd]

となります。

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