第一種電気工事士 過去問
令和6年度(2024年)下期
問5 (一般問題 問5)

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問題

第一種電気工事士試験 令和6年度(2024年)下期 問5(一般問題 問5) (訂正依頼・報告はこちら)

図のような三相交流回路において、電流 I の値[A]は。
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  • 200√3/17
  • 40/√3
  • 40
  • 40√3

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この過去問の解説 (2件)

01

この問題では、図のような三相交流回路において、線電流 I の値を求めます。デルタ結線の負荷インピーダンスと電源電圧の関係を利用して、線電流を計算します。

計算過程

各負荷のインピーダンスを求めます。
デルタ結線では、1相あたりの負荷インピーダンス Z相Z_{相}Z相​ は次の通りです:
Z相 = 9 Ω + 4 Ω = 13 Ω

各相電流を計算します。
各相に印加される電圧は線間電圧と等しいため:
I相 = V / Z相 = 200 V / 13 Ω = 200 / 13 A

線電流を計算します。
デルタ結線では、線電流 I と相電流 I相 の関係は次の通りです:
I = √3 × I相

よって:
I = √3 × (200 / 13) = (200 √3) / 13 A

これを簡略化すると:
I = 40 / √3 A

選択肢1. 200√3/17

計算過程と異なる値です。この選択肢は不正解です。

選択肢2. 40/√3

計算結果と一致しています。この選択肢は正解です。

選択肢3. 40

デルタ結線の線電流は相電流に √3 倍の関係があるため、この値は正しくありません。この選択肢は不正解です。

選択肢4. 40√3

この値は線電流の計算過程で導き出されるものではありません。この選択肢は不正解です。

まとめ

三相交流回路の電流計算では、デルタ結線の特性を正確に把握することが重要です。特に、線電流と相電流の関係(I = √3 × Iφ)を正確に理解していないと誤った解答を選びやすいので注意が必要です。問題を解く際には、各インピーダンスや電流の関係式を確認しながら進めることを心がけましょう。

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02

この問題は三相交流回路上のデルタ結線の正しい理解が必要です。

1. 各負荷のインピーダンス

デルタ結線の各枝に 9Ω の負荷があり、それぞれに 4Ω の直列抵抗があるため、
各相の負荷インピーダンス Z は:

Z = 9Ω + 4Ω = 13Ω

となります。。

2. 各相電流の計算

デルタ結線では、各相の電圧は線間電圧と等しいため:

I相 = V / Z相 = 200 V / 13 Ω = 200 / 13 A

となります。

3. 線電流の計算

デルタ結線では、

I = √3 × I相という関係になっているので


I = √3 × (200 / 13) = (200 √3) / 13 A

となります。。

4. 簡略化の検証

これを

分母の有理化で行うと:I=40 /√3A


答え:

よって、I = 40 / √3 Aとなります。


 

選択肢1. 200√3/17

計算値とは異なるために不正解です。

選択肢2. 40/√3

計算値と同じなので、正解です。

選択肢3. 40

√3の値が入っていないので不正解です。

選択肢4. 40√3

この値は計算値と違うので不正解です。

まとめ

デルタ結線では各相の負荷が線間に直接接続されているため
線間電圧と相電圧は等しいこと
 

デルタ結線では各相電流が 120° 位相差を持っているため、
線電流と相電流の関係は、
線電流が相電流より大きくなる。

 

また、各相の負荷インピーダンス Z​ は、回路内の直列抵抗を含めて計算する必要がある。

そして負荷インピーダンスが増加すると、相電流が減少し、それに伴って線電流も減少する。

 

とこのように電流・電圧の関係を正しく理解することが大事です。

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