第三種電気主任技術者の過去問
令和5年度(2023年)下期
機械 問17(b)

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問題

第三種 電気主任技術者試験 令和5年度(2023年)下期 機械 問17(b) (訂正依頼・報告はこちら)

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15000lmである。この点光源二つ(A及びB)を屋外で図のように配置した。地面から点光源までの高さはいずれも4mであり、AとBとの距離は6mである。次の問に答えよ。
ただし、考える空間には、A及びB以外に光源はなく、地面や周囲などからの反射光の影響もないものとする。

図において、点光源Aを点灯させたまま、点光源Bも点灯した。このとき、地面C点における水平面照度の値[lx]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

この問題は、2つの点光源を両方点灯させた時のある点の水平面照度を求める計算問題です。

 

この問題に必要な量記号や値は、以下の通り。

光度I:1194[cd] ※前問

https://kakomonn.com/denken3/questions/75766より引用

 

点光源AからC点の距離:r[m]

点光源AによるC点における法線照度:En[lx]

点光源AによるC点における水平面照度:Eh2[lx]

点光源A・BによるC点における水平面照度:Eh[lx]

選択肢3. 76

◆点光源AとC点の距離を求めます

r=√(32+42)

=5[m]

 

◆点光源AによるC点における法線照度を求めます

En=I/r2

=1194/52

=47.76[lx]

 

◆点光源AによるC点における水平面照度を求めます

Eh2=Encosθ

=Enh/r

=47.76✕4/5

≒38.2[lx]

 

◆点光源Bも考慮した水平面照度を求めます

点光源Bは問題文より点光源Aと全く同じであるため、

倍にすることで、2つの点光源を考慮した水平面照度を求めることができます。

従って、

 

Eh=2✕Eh2

=2✕38.2

=76.42[lx]

 

となり、最も近い選択肢は76[lx]となります。

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02

前問(https://kakomonn.com/denken3/questions/75766)からの続きとなります。

まずは点光源Aから見た地面C点における法線照度を求めていきます。法線照度とは点光源に対して入射角が垂直になるように傾けた被照面の照度をいいます。

まず点光源Aから地面C点における距離を求めますが、A-A´-C点を線で結ぶと直角三角形になっている事が分かります。またA-A´の距離は4mでA´-C点は3mとなっています。よって三平方の定理よりA-C間の距離は次のようになります。

・A-C=√42+32=5m

距離の逆2乗の法則により法線照度は次のようになります。

・地面C点の法線照度E=I/d2[㏓]‥①

※1.光度I=F/4π=15000/4π≒1194.3[㏅]

・地面C点の法線照度E=1194.3/52≒47.8[㏓]

次に水平面照度を求めます。

・地面C点の水平面照度E=E×cosθ[㏓]‥③

・地面C点の水平面照度E=47.8×4/5≒38.2[㏓]

点光源Bから地面C点における水平面照度も距離や角度が同じなので38.2[㏓]となります。

よって地面C点における水平面照度の値[lx]は次のようになります。

・E=38.2×2=76.4≒76[lx]

以上のようになります。

選択肢3. 76

こちらが適切な解答となります。

まとめ

水平面照度と法線照度の違いや特性を理解するのも大事かと思います。

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