【第二種電気工事士 学科】計算問題の簡単攻略 その１

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」。

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」。

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」。

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」

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