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2009年3月30日 (月)

直流発電機

◆機械「直流発電機に関する問題」

図に示す直流発電機の励磁方式において、(ア)、(イ)及び(ウ)の
それぞれについて正しい名称を組み合わせたのは、つぎのうちどれか。

図:

V124q3_3

  
   (ア)   (イ)   (ウ)
1. 分巻    直巻    複巻
2. 分巻    複巻    直巻
3. 他励    分巻    和動
4. 複巻    差動    他励
5. 複巻    分巻    直巻

解答

5.

解説

電機子との接続が直列式か並列式かに着目。
(ア)は複巻式のうちの内分巻形(分巻界磁巻線が直巻界磁巻線よりも
電機子に近い内側にある。)

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2009年3月29日 (日)

リン酸形燃料電池

◆電力「リン酸形燃料電池に関する問題」

リン酸形燃料電池における燃料極(ア)と空気極(イ)の反応物質として、
正しいものを組み合わせたのはつぎのうちどれか。

   (ア)     (イ)
1. リン酸     白金
2. 水素      リン酸
3. リン酸     水素
4. 水素      酸素
5. 酸素      水素

解答

4.

解説

リン酸形燃料電池は、燃料極に供給される水素が電子を失い水素イオンとなって
リン酸電解液中を空気極に向かい移動する。
空気極では水素イオンと電流として外部回路を移動してきた電子が空気中の
酸素と反応する。副生成物は水である。

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2009年3月28日 (土)

交流回路

◆理論「交流回路に関する問題」

交流100(v)電源に抵抗R=8(Ω)とインダクタンスL=6(Ω)が
接続されている。この回路における有効電力P(w)と無効電力Q(var)
を求めなさい。

V124q1_2

解答

P=800(w)
Q=600(var)

解説

合成インピーダンスは、
Z=√(8^2+6^2)=10(Ω)
だから、回路に流れる電流Iは、
I=100/10=10(A)
よって、
P=10^2×8=800(w)
Q=10^2×6=600(w)

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2009年3月27日 (金)

内線規定

◆法規「内線規定に関する問題」

内線規定によれば、定格電圧200v、50Hzの3相誘導電動機に適合する
進相コンデンサは、100μFであるが、60Hzの場合、適合するコンデンサは
次のうちどれか。

ア.25μF
イ.30μF
ウ.50μF
エ.75μF
オ.100μF

解答

エ.

解説

電力用コンデンサは約80年前アメリカで工業的に製作されて以来、
誘電体材料の開発や製造技術の進歩により大幅な小形化、高性能化が
図られてきた。ところが近年では地球的規模で環境の改善が必要となり、
地球環境に優しいコンデンサが注目されるようになってきた。

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2009年3月26日 (木)

直流発電機

◆機械「直流発電機に関する問題」

2台の直流発電機が並列運転している。
その内部抵抗は、G1が0.04Ω、G2が0.06Ωである。
負荷電流は100Aである。
この場合の、負荷の電力P(kw)と、
発電機G1、G2の損失電力を求めなさい。

Dgpara_2

解答

10.64(kw)

解説

Dgparaans_2

G1側について、負荷端子での電圧Vを考えると、
G1の負担する電流をI1とすれば、
V=108-0.04I1(V)
同様にG2側について考えれば、負荷端子電圧は、
V’=110-0.06×(100-I1)(V)

VとV’は等しいはずだから、
108-0.04I1=110-0.06(100-I1)
これを整理すると、
0.1I1=4
∴I1=4/0.1=40(A)

よって、G2の負担電流は100-40=60
以上から、G1の損失電力Pl1は、
Pl1=r1I1^2=0.04×(40)^2=64(w)

G2の損失電力Pl2は、
Pl2=r2I2^2=0.06×(60)^2=216(w)
また、負荷の電力Pは、端子電圧Vが、
V=108-1.6=106.4

(∵電圧降下はr1I1から0.04×40=1.6となる。G1がわについて)
であるから、P=VIにより、
P=106.4×100=10.64(kw)

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2009年3月25日 (水)

長幹碍子の定理

◆電力「長幹碍子の定理に関する問題」

長幹碍子の使用場所として誤っているのはどれか。

1.交流電車線路
2.直流電車線路
3.送電線路
4.配電線路
5.変電所

解答

4.

解説

長幹碍子
 長幹碍子は中実状磁器棒に適当なかさを設け、その両端にキャップを
取り付けた形状の碍子である。使用時には、磁器棒自体に引張荷重が加わる
ことになる。
 懸垂碍子と同様に、連結して使用することができる。
この碍子は送電線路のほか、交流および直流電車線路用碍子としても広く
使用されている

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2009年3月24日 (火)

力率改善

◆理論「力率改善に関する問題」

単相200v、50Hz、力率60%、6kwの負荷に定格電圧がかかっている。
これを力率90%に改善するための進相コンデンサの静電容量を求めよ。

解答

406(μF)

解説

電力が、6kwであるから、改善後の無効電力Q1は、
Q1=6tanθ1=8(kva)

(∵tanθ1={√(1-cos^2θ1)}/cosθ1=0.8/0.6
=4/3)より
改善後は、
Q2=6tanθ2=6×{√(1-0.81)}/0.9≒2.9(Kvar)

よって,Cがとるべき無効電力は、
Qc=Q1-Q2≒5.1(Kvar)
=2πfCV^2×10^-3であればよいから、
fに50、Vに200をいれて、
C=5.1×(314×4×10^4×10^-3)=406(μF)

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2009年3月23日 (月)

分岐回路

◆法規「分岐回路に関する問題」

つぎの文中の空白に適合する答えを解答群の中より選びなさい。

定格20Aの配線用しゃ断器で保護される低圧配線の分岐回路には、
電線は直径(1)「   」mmの軟銅線またはこれと(2)「   」
以上の(3)「   」のあるもの、コンセントは定格電流(4)「   」A
以下のもの、白熱電灯用のソケットは公称直径(5)「   」mm以下の
ものを使用しなければならない。

ア.39
イ.許容電流
ウ.1.6
エ.同等
オ.15

解答

(1)-ウ
(2)-エ
(3)-イ
(4)-オ
(5)-ア

解説

配線用遮断器は,交流600V直流で250Vの電路保護を目的とした断路器です。
文字記号では「MCCB」と表されています。JIS規格でも規定されています。

JIS C 8370においては,配線用遮断器を「開閉機構引き外し装置などを絶縁物の
容器内に一体に組み立てたもので,通電状態の電路を手動または,電気操作に
よって開閉することができ,かつ過負荷および短絡などのとき,自動的に電路を
遮断する器具」と規定しています。

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2009年3月22日 (日)

同期発電機

◆機械「同期発電機に関する問題」

同期発電機の三相短絡特性はつぎのどの関係を表したものか。

1.端子電圧と界磁電流
2.端子電圧と電機子電流
3.電機子電流と界磁電流
4.内部誘導起電力と電機子電流
5.内部誘導起電力と界磁電流

解答

3.

解説

三相同期発電機は一般に商用の交流電源として用いられており、容量の極めて
大きなものが多い。原動機の種類によって水車発電機、タービン発電機、
エンジン発電機などがある。無負荷飽和曲線、三相短絡曲線、
抵抗負荷時の負荷特性を測定して、同期発電機の電圧変動率、重要な定数で
ある同期インピーダンス(正相インピーダンス)、短絡比などを算出する。

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2009年3月20日 (金)

ベルヌーイの定理

◆電力「ベルヌーイの定理に関する問題」

「ベルヌーイの定理」について正しいものは次のうちどれか。

(1) 動圧と静圧の積は一定
(2) 動圧と静圧の比は一定
(3) 動圧と静圧の和は一定
(4) 動圧と静圧の差は一定
(5) 動圧と静圧の二乗の比は一定

解答

(1)

解説

ベルヌーイの定理

空気や水の流れがはやくなると、そのはやくなった部分は圧力が低くなります。
はやく流れるほど圧力は下がり、まわりの空気や水が流れこみます。

ベルヌーイ

(1700~1782)有名な物理学者、数学者一家に生まれました。
ダニエル=ベルヌーイはスイスの数学者で、流体力学におけるベルヌーイの定理の
発見者として知られています。

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2009年3月19日 (木)

コンピュータ

◆理論「コンピュータに関する問題」

次の文中の空白に当てはまる答えを回答群の中より選びなさい。

コンピュータ内での数値データの表現としては、コンピュータでの
数値計算処理に適した形式である(1)「   」が用いられることが
多いが、人が通常使っている(2)「   」を用いる場合もある。
(1)「   」には。(3)「   」と(4)「   」の二つの表現が
あり、前者は整数を表す場合に多く用いられ、後者は指数部と(5)「   」に
より表現され、小数部をもつ数値を表すのに用いられることが多い。

解答群
(ア)2進数  (イ)10進数  (ウ)16進数
(エ)少数部  (オ)仮数部   (カ)実数部
(キ)固定小数点  (ク)浮動小数点  (ケ)アンバック形式

解答

(1)-(ア)
(2)-(イ)
(3)-(キ)
(4)-(ク)
(5)-(オ)

解説

数値データ
10進数表示には、バック10進法とゾーン10進法がある。
2進数表示には、固定小数点法と浮動小数点法がある。

10進数表現は四則演算等の事務計算で使用され、2進数表現は小さい数から
きわめて大きい数まで扱えるため科学技術計算で使用される。

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2009年3月18日 (水)

管灯回路

◆法規「管灯回路に関する問題」

管灯回路とは、(ア)「   」から(イ)「   」までの電路をいう。
上記の記述中の空白箇所(ア)及び(イ)に記入する字句として
正しい組み合わせを選びなさい。

(1)放電灯用開閉器     放電灯用安定器
(2)放電灯用安定器     グローランプ
(3)放電灯用開閉器     放電管
(4)放電灯用安定器     放電管
(5)放電灯用開閉器     グローランプ

解答

(4)

解説

立上がり時間は約5分です。再始動には約15分かかります。 安定器の二次側からの
管灯回路長は15m以下にしてください。
電子式は2m以下となります

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2009年3月17日 (火)

送風機

◆機械「送風機に関する問題」

次の空白に適当な答えを記入しなさい。

送風機は一般に、(1)「   」(慣性モーメントの4倍)が電動機回転子の
(2)「   」より非常に(3)「   」いため、加速に(4)「   」
い時間を要する。
したがって、かご形誘導電動機では、回転子導体の(5)「   」が十分
大きくないと過熱したり、始動の繰り返しで焼損の恐れがある。

解答

(1)GD^2
(2)GD^2
(3)大き
(4)長
(5)熱容量

解説

送風機の特徴は、GD^2が大きいことである。
始動時には、静止摩擦トルクのため定格トルクの20~30%程度の
始動トルクを要する。
送風量の調節は、ダンパの開閉による方法と電動機の速度制御による
方法があるが、後者のほうが小風量時の損失が少なく風量調節を要する
場合は、経済的である。

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2009年3月16日 (月)

1線地絡電流

◆電力「1線地絡電流に関する問題」

1線当たりの静電容量を0.02μF/km、60Hz、6.6KVの
三相3線式線路の1線地絡電流(A)を求めよ。

解答

4.3(A)

解説

高圧配電線の1線地絡電流は、Ig=√3ωCV(A)で表される。

Ig=√3×2π×60×50×0.02×10^-6×6600
=4.3(A)

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2009年3月15日 (日)

電子の運動

◆理論「電子の運動に関する問題」

次の文の内、正しいものはどれか。
1.電解中で、電子は電界の方向へ移動する。
2.磁界中で初め静止していた電子は、加速度を受けて運動を始める。
3.電子が平等電界中でえる運動エネルギーは、電位差に比例する。
4.磁界方向と直角に入射した電子は、放物線を描き、外部へ飛び出す。
5.平等電界の中で電子が受ける加速度は、時間と共に増加する。

解答

解説

電位差1Vで得られる運動エネルギーを1eV(電子ボルト)という。

W=mv^2/2=qV(J)

1eV=1.602×10^-19(J)

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2009年3月14日 (土)

自家用電気工作物

◆法規「自家用電気工作物に関する問題」

自家用電気工作物に関する電気事業法の規定の内、自主保安体制に関係ないもの
は、次の内どれか。

(1)工事計画の事前届出
(2)主任技術者の選任
(3)保安規定の作成
(4)保安規定の遵守
(5)技術基準に適合するよう電気工作物の維持

解答

(1)

解説

自家用電気工作物(高圧以上の電気設備)の設置者は、電気主任技術者を選任し、
保安規定を作成して従業員等に遵守させ、技術基準を維持し、定期自主検査を行い、
自主保安体制を確立しなければならない。

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2009年3月13日 (金)

誘導電動機

◆機械「誘導電動機に関する問題」

定格周波数60Hzに設計された三相誘導電動機を同一電圧及び同一出力の
もとに周波数50Hzで使用するとき、温度上昇は(ア)「   」し、
回転速度は(イ)「   」する。
また、無負荷電流は(ウ)「   」する。

上記の空白箇所に記入する字句として、正しいものを組合わせたのは次の内
どれか。

   (ア)  (イ)  (ウ)
(1)増加   減少   増加
(2)増加   減少   減少
(3)減少   増加   増加
(4)増加   増加   増加
(5)増加   増加   減少

解答

(1)

解説

回転する電動機は、軸を持ち回転する回転子(ロータ: Rotor)と、回転子と
相互作用して回転モーメントを発生させる固定子(ステータ: State)、
回転子の回転を外部に伝える回転軸、回転軸を支える軸受、損失により発生した
熱を冷却する冷却装置などから構成される。

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2009年3月11日 (水)

発電用ボイラ

◆電力「発電用ボイラに関する問題」

下記の空白部分に適合する答えを解答群の中より選びなさい。

ボイラ排ガス中のO2の%値は、ボイラの種類、燃料及び負荷などにより
適正な範囲がある。この値が過度に(1)「   」なると、
排ガス量が(2)「   」することになり、排ガス損失が(3)「   」して、
熱効率を低下させる。
この値が過度に(4)「   」なると、未燃損失が(5)「   」し、
熱効率を低下させる。

解答群
(A)小さく
(B)大きく
(C)増加
(D)減少
(E)平準化

解答

(1)-(B)
(2)-(C)
(3)-(C)
(4)-(A)
(5)-(C)

解説

昨今の電力自由化の動きから、老朽発電所といえども更なるコストダウンが求め
られている。
 そこで、燃焼に関する部分に着目したところ、ボイラにおける燃焼空気量は、
安定した燃焼を継続させるため、ある程度、過剰に供給する必要があり、当所では
、ボイラ出口排ガス中のO2を3.0%に管理している。
 しかし、空気量を過剰に供給するということは、通風装置の動力増に繋がる
ことから、空気量を適度に削減し、省エネルギー運用ができないか調査・検討を
行なった。

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2009年3月10日 (火)

ジュールの法則

◆理論「ジュールの法則に関する問題」

抵抗100Ωの電気ヒーターに100Vので何津を加えて、10分間電流を
流せば発生する熱量は何(J)になるか。また、これは、何カロリーか。

解答

60000(J)

14400(cal)

解説

Ha=I^2Rt=(100/100)^2×100×10×60=60000(J)

Hb=0.24I^2Rt=0.24×60000=14400(cal)

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2009年3月 9日 (月)

主遮断装置

◆法規「主遮断装置に関する問題」

つぎにあげる設置場所における主遮断装置での設備容量の制限をA~Eより
選びなさい。

1.箱に収めない屋外式でPF・S形
2.箱に収めない柱上式でCB形
3.箱に収めない地上式でCB形
4.キュービクル式でJIS C4620に規定するものでPF・S形
5.キュービクル式でJIS C4620に規定するものでCB形

A.1000KVA
B.150KVA
C.300KVA
D.使用しない
E.容量制限なし

解答

1.B
2.D
3.E
4.C
5.A

解説

キュービクル式高圧受電設備にはCB形とPF・S形があり,CB形は
主遮断装置として遮断器が使用されているが,PF・S形は変圧器設備容量の
小さなキュービクルの設備簡素化の目的から,主遮断装置は限流ヒューズと
高圧交流負荷開閉器の組み合わせによっている. 
高圧母線等の高圧側の短絡事故に対する保護は,CB形では過電流継電器と
遮断器で行うのに対し,PF・S形は限流ヒューズで行う仕組みとなっている.

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2009年3月 8日 (日)

同期インピーダンス

◆機械「同期インピーダンスに関する問題」

同期発電機の無負荷飽和曲線、短絡曲線において、
無負荷で定格電圧Vnを発生するのに必要な励磁電流Ifn=100A、
定格電流In(A)と等しい三相短絡電流Is(A)を流すのに必要な
励磁電流Ifn=130(A)、
定格電圧Vn=6000(V)
の三相同期発電機がある。
In=400(A)のとき、短絡比s、百分率同期インピーダンス%Zs、
同期インピーダンスZsを求めよ。

解答

s=1.3
%Zs=76.9(%)
Is=520(A)
Zs=6.66(Ω)

解説

s=Ifs/Ifn=130/100=1.3

%Zs=100/s=100/1.3=76.9(%)

Is=s×In=1.3×400=520(A)

Zs=Vn/√3Is=6000/(√3×520)=6.66(Ω)

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2009年3月 7日 (土)

ケーブルの無負荷充電

◆電力「ケーブルの無負荷充電に関する問題」

電圧33000V、周波数60Hz、こう長7km、1回線の三相地中送電線路
がある。
これの三相無負荷充電電流ならびに充電容量を求めよ。
ただし、ケーブルの心線1線当たりの静電容量を0.4μF/kmとする。

解答

三相充電電流20.1A
充電容量1149KVA

解説

線間電圧をV(V)、ケーブル1線あたりの静電容量をC(F)、
周波数をf(Hz)とすれば、

C=0.4×10^-6×7=2.8×10^-6 (F)

三相無負荷充電電流Ic及び三相充電容量Pcは、

Ic=(V/√3)/(1/2πfC)
=2π×60×2.8×10^-6×(33000/√3)=20.1(A)

Pc=√3VIc=√3×33000×20.1=1149×10^3(VA)

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2009年3月 6日 (金)

平等磁界

◆理論「平等磁界に関する問題」

磁束密度が10[T]である平等磁界中に、長さ50[cm]の導体を
磁界の方向と30度の位置に置いて、20[A]の電流を流したとき、
この導体に働く電磁力F(T)を求めよ。

解答

50

解説

F=B・I・L・sinθ=10×20×0.5×0.5=50(T)

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2009年3月 4日 (水)

マーレーループ法

◆法規「マーレーループ法に関する問題」

マーレーループ法による、障害位置探査方法を示す式として正しいのは
次の内どれか。

1.D=2RL/(M+R)
2.D=RL/(M+R)
3.D=RL/(2M+R)
4.D=2RL/(M×R)
5.D=RL/(M+2R)

M:測定倍率.
R:測定ダイヤルの読み.
D:測定点から障害発生点までの距離(m).
L:線路長(m).

解答

1.

解説

本測定方法は,通信線路に発生した短絡または地絡障害位置を検出するもので,
障害の発生した心線,および障害心線と同種の(導体抵抗値が同じ)
正常心線1本を図のように結線し,かつ端末でこれら2本の線を短絡する。
検流計Gの振れが零となるように回路の平衡をとったとき,障害発生位置は
次式で求められる。

D=2RL/(M+R)

M:測定倍率.
R:測定ダイヤルの読み.
D:測定点から障害発生点までの距離(m).
L:線路長(m).

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2009年3月 3日 (火)

変圧器

◆機械「変圧器に関する問題」

次の内変圧器の2次巻線に生じる誘導起電力をしめす式として正しいのはどれか。

1.E2=1.11fN2Φm (V)
2.E2=2.22fN2Φm (V)
3.E2=3.33fN2Φm (V)
4.E2=4.44fN2Φm (V)
5.E2=5.55fN2Φm (V)

E2:2次巻線の誘導起電力(V)
f:周波数(Hz)
N2:2次巻線の巻数
Φm:最大磁束(Wb)

解答

4.

解説

Ea2=N2(ΔΦ/Δt)=4fN2Φm

実効値=平均値×波形率(正弦波では、1.11)の関係から、
上式を実効値に変換したものが、
E2=4.44fN2Φm (V)
である。

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2009年3月 1日 (日)

逆フラッシュオーバ

◆電力「逆フラッシュオーバに関する問題」

次の逆フラッシュオーバに関する記述の内、正しいものはどれか。

1.架空地線への落雷により、線路との間に閃絡を生じること
2.線路への落雷により、線路間で閃絡を生じること
3.鉄塔への落雷により、鉄塔の電位が上昇し線路との間に閃絡を生じること
4.雷雲により誘導された線路電位が雷雲の放電によって搬送されること
5.系統内部の故障により発生した異常電圧が伝搬すること

解答

3.

解説

逆フラッシュオーバー
架空地線や鉄塔の頂点に落雷があった場合、数万アンペアの大電流が鉄塔を
流れるが、鉄塔の持つ抵抗が、大電流により大きな電圧降下を起こし、
鉄塔上部の電圧が地面を基準とすると数百万ボルトにもなることがある。
鉄塔が高電圧を帯びることでがいしの絶縁が破壊され、鉄塔から送電線に
向かって放電が発生し、送電線に異常電圧がかかる。
これが逆フラッシュオーバーである。

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