計算問題
計算問題はすべて捨てても、学科に合格することは可能です。計算問題は最大10問程度。たしかに合格できるけど、でも、簡単なものはできたほうが、精神的には楽だと思う。
ということで、ほぼ丸暗記でOKで、出題確率が高そうなものを選んでみました。
1.電圧降下、電力
1-1 単相2線式回路
1-2 単相3線式回路
1-3 三相3線式回路
2.交流回路
2-1 インピーダンス
2-2 力率
3.三相3線式回路
3-1 Y結線
3-2 Δ結線
「交流」関係で、中学の理科の範囲を超えてる部分。でも、公式覚えるだけで逆に簡単な部分。
1.電圧降下、電力
電圧降下、電力関係です。回路図だけでなくて、「単相」「三相」という用語(文字)も確認して、ポカミスしないように!! 公式暗記して、そのまま適用すればOKな感じ。
たぶん、この中から1問程度はでると思う。
1-1 単相2線式回路
$\Large{電圧降下 = 2Ir}$
$\Large{電力損失 = 2I^2r}$
参考:
$V = IR$
電力 $P = VI = I^2R$
・「電圧降下」「電力損失」の文言に注意
・上下分あるので、2倍するのを忘れずに
簡単なんだけど、抵抗を求めないとダメなパターンが多い
$\large抵抗1個分 r = \frac{5}{1000} \times 8$
回路に流れる電流
$\large P = VI$
$\large 2000 = 100 \times I$
$\large I = 20 $
電圧降下を求める
$\large{電圧降下 = 2Ir}$
$\large{電圧降下 = 2 \times 20 \times \frac{5}{1000} \times 8}$
$\large{電圧降下 = 1.6}$
正解は、「ハ」。
$\large{電力損失 = 2I^2r}$
$\large{電力損失 = 2 \times 20^2 \times \frac{5}{1000} \times 8}$
$\large{電力損失 = 32}$
1-2 単相3線式回路
$\Large{電圧降下 = Ir}$
$\Large{電力損失 = 2I^2r}$
参考:
$V = IR$
電力 $P = VI = I^2R$
平衡負荷の場合、中性線に電流が流れないので、上下の電線2本分
$\large{電力損失 = 2I^2r}$
$\large{電力損失 = 2 \times 20^2 \times 0.1}$
$\large{電力損失 = 80}$
正解は、「ハ」。
電圧降下の場合は、以下の通り
$\large{電圧降下 = Ir}$
$\large{電圧降下 = 20 \times 0.1}$
$\large{電圧降下 = 2}$
1-3 三相3線式回路
$\Large{電圧降下=\sqrt{3}Ir}$
$\Large{電力損失=3I^2r}$
※Y結線、Δ結線とも同じ
$\large{電力損失=3I^2r}$
$\large{電力損失=3 \times 10^2 \times 0.15}$
$\large{電力損失=45}$
正解は、「ニ」。
$\large{電圧降下=\sqrt{3}Ir}$
$\large{電圧降下=\sqrt{3} \times 10 \times 0.15}$
$\large{電圧降下= 1.73 \times 10 \times 0.15}$
$\large{電圧降下= 2.595}$
2.交流回路
インピーダンスと力率あたりを抑える。ここからも、1問程度はでると思うよ
2-1 インピーダンス
$\Large{Z = \sqrt{R^2 \times X_L^2}}$
これだけ覚える
インピーダンス = 交流回路における電気抵抗の値
インピーダンスを求める
$\large{Z = \sqrt{R^2 \times X_L^2}}$
$\large{Z = \sqrt{8^2+ 6^2} }$
$\large{Z = 10}$
回路に流れる電流Iを求める
$\large{V_1 = IR}$ #オームの法則
$\large{100 = I \times 10}$
$\large{I = 10}$
電圧Vを求める
$\large{V = IR}$ #オームの法則
$\large{V = 10 \times 8}$
$\large{V = 80}$
正解は、「ニ」。
2-2 力率
$\Large{力率 = \frac{抵抗Rにかかる電圧}{電源電圧}}$
これだけ覚える
回路に流れる電流をIとする
$\large抵抗Rにかかる電圧 = IR$
$\large電源電圧 = I \times \sqrt{R^2+ X^2}$
$\Large{力率 = \frac{抵抗Rにかかる電圧}{電源電圧}}$
$\Large力率 = \frac{IR}{I \times \sqrt{R^2+ X^2}} $
$\Large力率 = \frac{R}{\sqrt{R^2+ X^2}} $
[%]表示なので、100倍する
正解は「ロ」
3.三相3線式回路
多分、どちらかがでる確率は高いと思う
結線の名前を覚える必要もなく、回路をみて、「線電流 = 相電流」or「線間電圧 = 相電圧」を意識するだけでよい。
「=」でない側は、$\large\sqrt{3}$を掛けるか、割るかのどちらかになる。
3-1 Y結線
$\Large線電流 = 相電流$
$\Large線間電圧= \sqrt{3} \times 相電圧$
10Ωの両端にかかる電圧は、200Vより小さいはず。
小さいので、$\sqrt{3} $で割ればよい
$\large相電圧 = \frac{200}{\sqrt{3}} = 115.6 $
$\large{V = IR}$ #オームの法則
$\large{115.6 = I \times 10}$
$\large{I = 11.56}$
正解は、「ハ」。
3-2 Δ結線
$\Large線間電圧 = 相電圧$
$\Large線電流 = \sqrt{3} \times 相電流$
インピーダンスを求める
$\large{Z = \sqrt{6^2+ 8^2} = 10}$
両端(1辺)の電圧は、200V (線間電圧 = 相電圧)
$\large{V = IR}$ #オームの法則
$\large{200 = I \times 10}$
$\large{I = 20}$
電力 $P = VI = I^2R$
$\large{P = 3 \times 20^2 \times 6}$
$\large{P = 7200}$
$\large{P = 7.2K}$
・交流回路の消費電力は抵抗分だけ
・3辺あるので3倍
正解は、「ハ」
回路を一目瞭然で、線電流>相電流
線電流を求めるには、$\sqrt{3} $倍すればよい
どちらが大きいかで、掛け算にするか、割り算にするかを機械的に決めればよい。
補足
・試験の問題と解答 | ECEE 一般財団法人電気技術者試験センター
過去問と回答は、上記から入手可能です
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