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2008年11月29日 (土)

低圧屋内配線工事

◆法規「低圧屋内配線工事に関する問題」

人が容易に触れる恐れのある場所に、使用電圧が300(V)を超える
低圧屋内配線を合成樹脂管工事により施設する場合の工事方法として、
不適切なものは次の内どれか。

1.電線は、絶縁電線(屋外ビニル絶縁電線を除く)であること。
2.合成樹脂管内では、電線に接続点を設けないこと。
3.CD管は、直接コンクリートに埋め込んで施設する場合を除き、専用の
不燃性又は自消性のある難燃性の管又はダクトに収めて施設すること。
4.湿気の多い場所又は水気のある場所に施設する場合は、防湿装置を
施すこと。
5.合成樹脂管を金属製のボックスに接続して使用する場合は、その
ボックスにD種接地工事を施すこと。

解答

5.合成樹脂管を金属製のボックスに接続して使用する場合は、その
ボックスにD種接地工事を施すこと。

解説

使用電圧が300(V)を超える場合は、C種接地工事を施すこと。
だたし、人が触れる恐れがないように施設する場合はD種接地工事も
認められる。

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2008年11月28日 (金)

電熱

◆機械「電熱に関する問題」

1気圧で20(℃)の水5.6(l)を一定の割合で加熱し、4時間で全ての
水を蒸発させるには、何KWの電熱装置を必要とするか。
ただし、水の蒸発熱を540(kcal/kg)とし、また、電熱装置の
効率を70(%)とする。

解答

1.4(KW)

解説

所要電力をPとすると、

P=[5.6×{(100-20)+540}]/(860×4×0.7)
=1.4(KW)

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2008年11月27日 (木)

原子力発電所

◆電力「原子力発電所に関する問題」

原子力発電所と最近の大形火力(汽力)発電所とを比較した場合、
その特徴に関する記述として、誤っているのは次の内どれか。

1.原子力発電所のほうが発電原価に占める燃料費の割合が少ない。
2.原子力発電用高圧タービンのほうが火力の高圧タービンより回転速度が
遅い。
3.同じ出力の場合、原子力発電のほうが復水器の冷却水量が多い。
4.原子力発電では燃料の燃焼に空気を必要としない。
5.原子力発電所の発生蒸気のほうが高温、高圧である。

解答

5.原子力発電所の発生蒸気のほうが高温、高圧である。

解説

大形汽力発電所のほうが高温、高圧である。

原子炉にはいろいろな種類があり、現在世界でもっとも多く運転・建設さ
れている原子炉は、減速材(核分裂によって発生した中性子を、次の核分裂
を起こしやすい状態にするために、中性子の速度を落とすもの)と冷却材(
核分裂によって発生した熱を炉心から外部に取り出すもの)として軽水を使
っている軽水炉です。

 軽水炉のうち沸騰水型の原子炉を使っている原子力発電所を沸騰水型原子
力発電所(BoilingWaterReactor)と言います。沸騰水型原子力発電所とは、
原子炉の中で、ウラン燃料から発生する熱エネルギーによっ冷却水が加熱さ
れ、約70気圧、約280℃の発生させた蒸気によって直接タービン・発電
機を回転させて発電する発電所です。
 また、加圧水型の原子炉を使っている原子力発電所を加圧水型原子力発電
所(PWR:PressurizedWaterReactor)と言います。加圧水型原子力発電所とは、
原子炉容器の中の一次冷却材を沸騰しないように約160気圧に加圧し、ウ
ラン燃料から発生する熱エネルギーによって約320℃の高温の水にし、こ
の高温水を蒸気発生器に送り、伝熱管と呼ばれる細い管の中を通すと、伝熱
管の周りの水はこの高温高圧水を熱源として加熱され発生させた蒸気をター
ビンに送り、発電機を回して発電する発電所です。

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2008年11月25日 (火)

可動コイル形電圧計

◆理論「可動コイル形電圧計に関する問題」

最大値が100(V)の正弦波全波整流電圧を可動コイル形電圧計で測った
ときの指示値(V)を求めよ。

解答

63.7(V)

解説

可動コイル形電圧計で正弦波全波整流電圧を測定すると、電圧の平均値Eaを
示すことになる。
したがって、最大値をEmとすると、

Ea=(2/π)Em=(2/π)×100=63.7(V)

可動コイル形計器の原理は,
永久磁石の作る磁界と可動コイルを流れる電流との間に生
ずるトルクがその電流に比例することを利用したもの
である。そのため, この計器は平均値を指示すること
になる。この計器は, 指示計器の中で最も基本的のもの
であり, 通常の直流測定にはもっぱらこの可動コイル
形計器が用いられている。

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2008年11月24日 (月)

複合ケーブル

◆法規「複合ケーブルに関する問題」

「複合ケーブル」とは、電線と(1)「   」とを束ねたものの上に
(2)「   」を施したケーブルをいう。

上記の(1)、(2)に当てはまる字句を記入しなさい。

解答

(1)弱電流電線
(2)保護被覆

解説

複合ケーブルとは,信号伝送部を中心にして,その周囲を束ねられた
ワイヤーより線で保護した構造を持つもの。

家屋にはの電力供給用の低圧引込み用ビニル絶縁電線が布設され
るが,このDV線と光ファイバケーブルを一体化することで,
次のような利点が想定できる。
・DV線を光ファイバの抗張力体として利用することで,
引込み用光ケーブル構造を簡易化できる。
・家屋への布設線路を増やさず,光ファイバ引込みを可能とする。
・DV線と光配線を一度の工事で行え,工事費を低減できる。

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2008年11月23日 (日)

直流電動機

◆機械「直流電動機に関する問題」

6極、波巻の直流電動機が1000(rpm)で回転している。
電機子電流50(A)、枚極の有効磁束0.01(Wb)、電機子全導体数
1440とすれば、このときのトルクの値はいくらになるか。

解答

344(N・m)

解説

直流電動機のトルクをτとすれば、出力の式から、

EI=ωτ=2π(N/60)τ ・・・(1)

また、逆起電力Eは、発電機の誘導起電力と同じで、
E=(pZNφ)/(60a) ・・・(2)

(2)を(1)に代入して、τについて整理する。

τ=60×(I/2πN)×(pZNφ/60a)=IpZφ/2πa

波巻ではa=2であるから、求めるトルクは、

50×6×1440×0.1×(1/2π・2)=344(N・m)

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2008年11月22日 (土)

配電線路の抵抗損

◆.電力「配電線路の抵抗損に関する問題」

三相3線式配電線路の抵抗損に関する次の記述のうち、誤っているのはどれか。

1.線路電流の2乗に比例する。
2.負荷力率に反比例する。
3.負荷電力の2乗に比例する。
4.線路抵抗に比例する。
5.線間電圧の2乗に反比例する。

解答

2.負荷力率に反比例する。

解説

線電流をI、線間電圧をV、負荷の抵抗、電力、力率をr、P、cosθと
すると、線路の抵抗損(線路損失)pは、

p=3I^2r=3{P/(√3Vcosθ)}^2・r
=(P^2・r)/(V^2cos^2θ)

よって、抵抗損は、負荷力率の2乗に反比例する。

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2008年11月21日 (金)

倍率器

◆理論「倍率器に関する問題」

内部抵抗3(kΩ)、最大目盛1(V)の電圧計を使用して最大100(V)
まで測定できるようにするために必要な倍率器の抵抗(kΩ)はいくらにな
るか。

解答

297(kΩ)

解説

倍率器は電圧計と直列に接続するので、電圧計の内部抵抗にかかる電圧と
倍率器の抵抗Rにかかる電圧は、抵抗に比例する。
よって、
1:(100-1)=3:R
R=3×99=297(kΩ)

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2008年11月20日 (木)

高圧屋側電線路

◆法規「高圧屋側電線路に関する問題」

高圧屋側電線路の施設に関する次の記述のうち、誤っているのはどれか。

1.高圧屋側電線路の電線は、ケーブル又は高圧絶縁電線であること。
2.高圧屋側電線路は、屋外に施設された電線路からパイ引込となるように
施設する場合には施設することができる。
3.高圧屋側電線路は、展開した場所に限り施設することができる。
4.高圧屋側電線路は、1構内だけに施設する電線路の全部又は一部として
施設する場合には施設することができる。
5.高圧屋側電線路の電線と、その高圧屋側電線路を施設する造営物に施設
する低圧屋側電線路との離隔距離は、15(cm)以上とすること。

解答

1.

解説

電線は、ケーブルであること。と規定されている。

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2008年11月18日 (火)

変圧器

◆機械「変圧器に関する問題」

変圧器の一次側(巻数N1)を二次側(巻数N2)に換算した場合の簡易等価
回路の換算係数に関する記述のうち、誤っているのはどれか。
ただし、この変圧器の巻数比(N1/N2)はaとする。

1.一次側の電圧は1/a倍
2.一次側の電流はa倍
3.励磁電流はa倍
4.一次側のインピーダンスは(1/a^2)倍
5.励磁アドミタンスは(1/a^2)倍

解答

5.励磁アドミタンスは(1/a^2)倍

解説

変圧器の一次側を二次側に換算した場合の等価回路では、

・二次電圧E2´は、E1/a

・二次電流I2´は、aI1
また、二次インピーダンスZ2´は、
E2´/I2´=E1/(a/aI1)=(1/a^2)×(E1/I1)
=Z1/a^2

励磁アドミタンスY0´は、アドミタンスがインピーダンスの逆である
ことから、
Y0´=a^2Y0

したがって、励磁電流I0´は、
E2´Y0´=(E1/a)×a^2Y0=aI0

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2008年11月17日 (月)

水力発電所

◆電力「水力発電所に関する問題」

フランシス水車を使用する水力発電所において、負荷の急激な変動に際し
水圧鉄管を保護するため設けられる装置として、サージタンク、制圧機の
他になにがあるか。

解答

空気管

解説

サージタンクは、水圧変化時の障害を防ぐために圧力水路と水圧管の接続部に
設ける。
制圧機は調速機で作動し、水圧上昇を防ぐために放水を行う装置。
空気管は、水圧管やサージタンクの制水弁を急閉したしたとき、管内圧力が
下がるのを防ぐために空気を導入導入する装置。

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2008年11月16日 (日)

磁性体

◆理論「磁性体に関する問題」

平等磁界中に透磁率の非常に大きな磁性体を置いた場合の磁性体の中の磁束に
関する記述として、正しいのは次の内どれか。

1.磁束が磁性体の中に集中する。
2.磁束は磁性体に入り込まない。
3.磁性体は磁束の空間分布に影響を与えない。
4.磁性体の中の磁束の密度は小さくなる。
5.磁性体に起電力が生ずる。

解答

1.

解説

磁界中に物質を置いたとき、物質中に新たな磁束をつくる磁気的効果が生ずる。
これを磁化という。
鉄、コバルト、ニッケルなどは、強い磁化を示す強磁性体である。
強磁性体の中には、磁束が集中する。

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2008年11月15日 (土)

架空電線路

◆法規「架空電線路の支持物に関する問題」

架空電線路の支持物に、取扱者が昇降に使用する足場金具等を地表上1.8(m)
未満に施設することができる場合として、不適切なものは次の内どれか。

1.足場金具等を内部に格納できる構造を有する支持物を施設する場合。
2.支持物に昇塔防止のための装置を施設する場合。
3.架空電線にケーブルを使用する場合。
4.支持物を山地等であって人が容易に立ち入る恐れがない場所に施設する場合。
5.支持物の周囲に取扱者以外の者が立ち入らないように、さく、へい、等を
施設する場合。

解答

3.

解説

架空電線にケーブルを使用しても、取扱者以外の昇降に関する安全性が増大
することはない。

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2008年11月14日 (金)

熱流

◆機械「熱流に関する問題」

面積25(m^2)、厚さ10(cm)、熱伝導率0.4(W/m・k)の
壁がある。
この壁の内外面の温度差が4(K)に保たれているとき、熱伝導によって
この壁を伝わる熱流(W)の値を求めよ。

解答

400(W)

解説

熱回路の熱流・温度差・熱抵抗・熱伝導率は、電気回路の電流・電気抵抗
・導電率にそれぞれ相似している。
したがって、

熱流=温度差/熱抵抗=4/[(1/0.4)×(0.1/25)]=400(W)

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2008年11月13日 (木)

原子力発電

◆問題2.電力「原子力発電に関する問題」

原子力発電に関する記述として、誤っているのは次の内どれか。

1.原子炉に1度燃料を装荷すれば、1年以上取り替えずに運転でき、
燃料の備蓄効果がある。
2.発電用軽水炉の燃料には、低濃縮ウラン(濃縮度2~4%)が使われる。
3.沸騰水形原子炉では、原子炉で発生した蒸気をタービンに送るので
蒸気発生器は必要ない。
4.加圧水形原子炉と沸騰水形原子炉では、減速材、冷却材とも軽水が
使用されている。
5.原子力発電用のタービンは、一般に汽力発電のものに比べて小型に
設計できるので、単位出力当たりの設備費が安くできる。

解答

5.

解説

同じ出力のもとでの発電所の蒸気条件(圧力・温度など)は、原子力発電用
タービンでは、汽力発電のものに比べ1.6~1.8倍の蒸気流量が必要で
ある。
そのため、機械は大型化し、単位出力当たりの設備費は著しく高くなる。

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2008年11月12日 (水)

誘導起電力

◆理論「誘導起電力に関する問題」

巻数30のコイルを貫通している磁束が0.1秒間に1(Wb)の割合で変化
するとき、コイルに発生する起電力(V)の大きさを求めよ。

解答

300(V)

解説

時間Δt(s)間に磁束がΔΦ(Wb)変化する巻数Nのコイルに発生する
起電力の大きさは、ファラデーの法則により、

N(ΔΦ/Δt)=30×(1/0.1)=300(V)

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2008年11月11日 (火)

低圧屋内幹線

◆法規「低圧屋内幹線に関する問題」

電動機及び照明器具に電気を供給する低圧屋内幹線であって、
電動機の定格電流の合計が40(A)、照明器具の定格電流の合計が30(A)
である場合に、この低圧屋内幹線には、何アンペア以上の許容電流のある電線を
使用しなければならないか。

解答

80(A)

解説

電線には電気使用機械器具の定格電流の合計以上の許容電流のあるもの
を使用する。
ただし、電動機等の定格電流の合計が他の電気使用機械器具の合計より
大きい場合では、他の電気使用機械器具の定格電流の合計に電動機等の
定格電流の合計が50A以下のときは、その定格電流の合計の1.25倍
(50Aを超えるときは1.1倍)した値を加える。
したがって、
30+40×1.25=80(A)
ゆえに、80(A)以上の許容電流のある電線を使用しなければならない。

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2008年11月10日 (月)

三相誘導電動機

◆機械「三相誘導電動機に関する問題」

三相誘導電動機がすべり200(%)で回転していて、その二次入力が
230(W)である場合の二次銅損(W)の値を求めよ。

解答

460(W)

解説

二次銅損(回転子損失)Pc2は、すべりsのとき、
Pc2=sP2=2×230=460(W)

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2008年11月 9日 (日)

火力発電所

◆電力「火力発電所に関する問題」

背圧式蒸気タービン発電装置として、使用されない機器は次の内どれか。

1.復水器
2.蒸気加減弁
3.誘導発電機
4.同期発電機
5.調速装置

解答

1.復水器

解説

電力以外に低圧蒸気も供給できるタービンを背圧式蒸気タービンという。
普通の汽力発電所で使われている復水器付きタービンとは異なり、
復水器はついていない。

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2008年11月 8日 (土)

半導体

◆理論「半導体に関する問題」

文中の空白に当てはまる語句を記入しなさい。

きわめて高い純度に精製されたケイ素(Si)やゲルマニウム(Ge)など
のような真性半導体に、微量のヒ素(As)またはアンチモン(Sb)など
(1)「   」価の元素を不純物として加えたものを(2)「   」形
半導体といい、このとき加えた不純物を(3)「   」という。

解答

(1)5
(2)n
(3)ドナー

解説

価電子帯の電子が直接に伝導帯へ励起されるような半導体を真性半導体という。
4価の元素(SiやGeなど)に5価の元素(AsやSbなど)を加えると、
自由電子が1個できる。
このような半導体をn形半導体、不純物をドナーという。

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2008年11月 7日 (金)

絶縁耐力試験

◆法規「絶縁耐力試験に関する問題」

最大使用電圧が6900(v)、3相3線式の電路があり、3線一括の
対地静電容量が0.1(μF)であった。この電路について、
50(Hz)の電源を用いて3線一括で絶縁耐力試験を行ったばあいの
試験中における対地充電電流(A)を求めよ。

解答

0.325(A)

解説

最大使用電圧Vmが7000(v)以下の電路だから、
試験電圧Vtは、

Vt=1.5×Vm=1.5×6900
=10350(v)

ゆえに求める対地充電電流Icは、

Ic=2πfC0Vt
=2×3.14×50×0.1×10^-6×10350
=0.325(A)

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2008年11月 6日 (木)

変圧器

◆機械「変圧器の渦電流損に関する問題」

変圧器の1次電圧を同じ値に保ち、周波数50(Hz)で使用する場合の
鉄心中に生じる渦電流損は、周波数60(Hz)で使用する場合の何倍
となるか。

解答

1.0倍

解説

変圧器の渦電流損Peは、
Pe=k(fBm)^2
磁束密度Bmは、

Bm=k´(V1/f)
だから、

Pe=k"V1^2
ここで、1次電圧V1が同じなら、Peは周波数fに無関係。
よって、1.0倍。

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2008年11月 5日 (水)

火力発電所

◆電力「火力発電所のボイラに関する問題」

火力発電所におけるボイラの煙道ガスの余熱を回収する装置として、
節炭器の他に何があるか。

解答

空気予熱器

解説

煙道ガスの余熱を回収するのは、節炭器と空気予熱器である。
煙道中の装置としては、他に過熱器や再熱器もあるが、
余熱を利用する装置ではない。

1.節炭器:ボイラからでる排ガスの余熱でボイラ給水を加熱する装置。
2.空気予熱器:節炭器を出た排ガスの余熱でボイラ燃焼用空気を予熱
する装置。
3.給水加熱器:熱効率向上のために、ボイラへの給水を加熱する熱交換器。
4.過熱器:ボイラからの飽和蒸気を過熱して高圧タービンに送る装置。
5.再熱器:熱効率向上のため、高圧タービンから出た蒸気を再加熱して
低圧タービンに送る装置。

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2008年11月 4日 (火)

導体球の帯電

◆理論「導体球の帯電に関する問題」

空気中に孤立した半径a(m)の導体球に帯電できる最大の電荷Q(c)の値を
求める式を示せ。
ただし、空気の絶縁耐力及び誘電率はそれぞれEm(V/m)及び(F/m)
とする。

解答

Q=4πε0a^2Em

解説

導体球表面の電界の強さが空気の絶縁耐力に等しくなるとき、最大である。
求める電荷量をQ(c)とすると、

Em=Q/(4πε0a^2Em)

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2008年11月 3日 (月)

電球線

◆法規「電球線に関する問題」

屋内に施設する使用電圧が300(v)以下の電球線として使用できないのは、
次の内どれか。

1.防湿コード
2.ゴムキャプタイヤコード
3.ビニルキャプタイヤケーブル
4.1種キャプタイヤケーブル
5.2種クロロプレンキャプタイヤケーブル

解答

1.防湿コード

解説

電技では、配線及び使用電線の感電及び火災防止が唱えられ、
電線には、電球の発熱が伝わり劣化する恐れがあるビニル系の
コードが除外されている。

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2008年11月 1日 (土)

全光束

◆機械「全光束に関する問題」

ある光源の平均球面光度が200(cd)でった。
この光源の全光束(lm)を求めよ。

解答

2513(lm)

解説

光度I(cd)、光束F(lm)、立体角ω(sr)とすると、
F=ωI
ゆえに、
F=4π×200=2513(lm)

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