第三種電気主任技術者(電験三種) 過去問
令和6年度(2024年)上期
問42 (電力 問17(b))
問題文
各区間のこう長はA−B間1.5km,B−S(開閉器)間1.0km,S(開閉器)−C間0.5km,C−D間1.5km,D−A間2.0kmである。
ただし、電線1線当たりの抵抗は0.2Ω/kmとし、リアクタンスは無視するものとして、次の問に答えよ。
開閉器Sを投入した場合、開閉器Sを流れる電流 i の値[A]として、最も近いものを次のうちから一つ選べ。

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問題
第三種 電気主任技術者試験 令和6年度(2024年)上期 問42(電力 問17(b)) (訂正依頼・報告はこちら)
各区間のこう長はA−B間1.5km,B−S(開閉器)間1.0km,S(開閉器)−C間0.5km,C−D間1.5km,D−A間2.0kmである。
ただし、電線1線当たりの抵抗は0.2Ω/kmとし、リアクタンスは無視するものとして、次の問に答えよ。
開閉器Sを投入した場合、開閉器Sを流れる電流 i の値[A]として、最も近いものを次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3線式ループ配電線路の任意の素子に流れる電流を求める計算問題です。
◆A−B間、B−S(開閉器)間、S(開閉器)−C間、C−D間、D−A間の電線の抵抗を求めます
RAB=1.5✕0.2=0.3[Ω]
RBS=1.0✕0.2=0.2[Ω]
RSC=0.5✕0.2=0.1[Ω]
RCD=1.5✕0.2=0.3[Ω]
RAD=2.0✕0.2=0.4[Ω]
◆A−B間、B−S(開閉器)間、S(開閉器)−C間、C−D間、D−A間の電流を求めます
IAB=(40+i)[A]
IBS=i[A]
ISC=i[A]
ICD=(i-30)[A]
IAD=(i-30)-60=(i-90)[A]
◆開閉器Sに流れる電流を求めます
問題文に開閉器Sを投入するとあるので、電流が時計回りに流れる閉回路を仮想して電圧降下の式を立てます。
0=vAB+vBS+vSC+vCD+vDA
電圧降下は抵抗✕電流で求められるので、それぞれに値を代入すると、
0=vAB+vBS+vSC+vCD+vDA
0=RABIAB+RBSIBS+RSCISC+RCDICD+RDAIDA
0=0.3(i-40)+0.2i+0.1i+0.3(i-30)+0.4(i-90)
0=12+0.3i+0.2i+0.1i+0.3i-9+0.4i-36
0=1.3i-33
1.3i=33
i=33/1.3
≒25.38[A]
となります。
したがって、最も近い選択肢は25.4[A]となります。
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02
この問題は、ループ回路の電圧降下について、キルヒホッフの法則を使って電流を求めるものです。
各区間の抵抗RAB、RBC、RCD、RDAを求めます。
RAB=0.2 x 1.5=0.3[Ω]
RBC=0.2 x (1.0 + 0.5)=0.3[Ω]
RDC=0.2 x 1.5=0.3[Ω]
RAD=0.2 x 2.0=0.4[Ω]
キルヒホッフの第一法則より、
IAB=i + 40
i=ICD + 30 よって、ICD=i - 30
ICD= IDA + 60 よって、IDA=ICD - 60=i - 30 - 60=i - 90
キルヒホッフの第二法則より、ループ回路の電圧降下=0となるので、
√3IABRAB + √3IBCRBC + √3ICDRCD + √3IDARDA=0
√3{(i + 40) x 0.3 + i x 0.3 + (i - 30) x 0.3 + (i - 90) x 0.4}=0
よって、
i=25.4[A]
キルヒホッフの第一法則および第二法則を適用して、電流および電圧降下を正確に求められるようにしておきましょう。
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