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2010年2月26日 (金)

合成樹脂線ぴ

◆法規「合成樹脂線ぴに関する問題」

次の合成樹脂線ぴに関する記述で誤っているのはどれか。


1.屋内用ビニル絶縁電線を使用した
2.合成樹脂線ぴ内で電気用品安全法の適用を受ける合成樹脂製のジョイント
ボックスを使用して電線を接続した
3.溝の幅および深さが5.5cmの合成樹脂線ぴを使用した
4.合成樹脂線ぴ相互を電線が露出しないように接続した
5.合成樹脂線ぴとボックスその他の付属品を電線が露出いないように
接続した


解答

解説

合成樹脂線ぴは、溝の幅及び深さが3.5cm以下のものであること。
ただし、人が容易に触れるおそれが無いように施設する場合は、幅が
5cm以下のものを使用することができる

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2010年2月25日 (木)

電気加熱

◆機械「電気加熱に関する問題」

質量1000(kg)の鉄を30度Cから100度Cに温度上昇させるために
必要な熱量(J)は、鉄の比熱を435J/(kg・K)とすると
いくらになるか。


解答


30×10^6(J)

解説

W=1000×(100-30)×435=30×10^6(J)

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2010年2月24日 (水)

三相三線式配電線

◆電力「三相三線式配電線に関する問題」

三相三線式配電線の末端に遅れ力率80%の三相平衡負荷が接続されている。
三相の線路インピーダンスが等しく、線路1条当たりの抵抗R(Ω)と
リアクタンスX(Ω)は同じ値(R=X)である。
この負荷に負荷電力(有効電力P)の40%に相当する進相容量の三相コンデンサ
を接続し、三相平衡の抵抗負荷を追加する場合、
線路電圧降下が同じという条件のもとでは、追加可能な最大負荷は既設負荷電力
(皮相電力)の何%になるか。
ただし、電路電圧降下の計算に当たっては簡略式を用いるものとする。


解答

10(%)


解説

力率改善前の無効電力Q1を求めると、
Q1=P×tan(acs0.8)=0.75P

力率改善後の無効電力Q2を求めると、
Q2=P×tan(acs0.8)-P×0.4
=0.75P-0.4P=0.35P

改善後の力率Pf2は、
Pf2=cos{atn(0.35P/P)}=0.944

電圧降下が同じという条件から、I1を改善前の電流、I2を改善後の
電流とすると、次の式が成り立つ

√3I1(Rcosθ1+Xsinθ1)=√3I2(Rcosθ2+Xsinθ2)
R=Xなので、
√3I1(R×0.8+R×0.6)=√3I2(R×0.944+R×0.33)

I2/I1=(0.8R+0.6R)/(0.944R+0.33R)
=1.4/1.274=1.0989

電流値で約10%の増設が可能なので、W=√3VI(皮相電力)KVA
より皮相電力は電流に比例するので追加可能な最大皮相電力は改善前皮相電力の
10%となる。

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2010年2月23日 (火)

三相交流回路

◆理論「三相交流回路に関する問題」

線間電圧V(V)、角周波数ω(rad/s)の対称三相交流電源に、
抵抗R(Ω)と静電容量C(F)とからなる負荷を接続した下図のような
回路がある。
三相交流回路のベクトルオペレータをa(=e^(j2π/3)で表し、
Vab=Vとして、基準ベクトルに選ぶ場合において、
各線電流Ia、Ib、Icを求めなさい。

ただし、相回転はa-b-cの順とし、図に示す負荷以外のインピーダンス
は無視するものとする。

図:

Sansoukairo


解答

Ia=V/R
Ib=-{(1/R)-ja^2ωC}・V
Ic=-ja^2ωC・V

解説


Vabを基準ベクトルとすると、Vbcは120度位相が遅れている。
また、Vcaは120度位相が進んでいる。

Ic=V/(1/jωC)=-jωCV

Ib=-(Ia+Ic)=-{V/R +(-jωCV)}
=-{(1/R)-jωC}・V

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2010年2月22日 (月)

過電流遮断器

◆法規「過電流遮断器に関する問題」

次の過電流遮断器として低圧電路に使用する配線用遮断器に関する記述で
規格に適合しないのはどれか。

1.定格電流の1倍の電流で動作しない
2.定格電流20Aの配線用遮断器に1.25倍の電流を通じた場合
60分で動作した
3.定格電流20Aの配線用遮断器に2倍の電流を通じた場合
3分で動作した
4.定格電流50Aの配線用遮断器に1.25倍の電流を通じた場合
60分で動作した
5.定格電流50Aの配線用遮断器に2倍の電流を通じた場合
5分で動作した


解答

解説

定格電流30A以下の配線用遮断器に2倍の電流を通じた場合
2分以内に自動的に動作すること

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2010年2月19日 (金)

変圧器

◆機械「変圧器に関する問題」

定格容量100(KVA)、定格二次電圧210(V)の単相変圧器と、
定格容量150(KVA)、定格二次電圧210(V)の単相変圧器がある。
この2台の変圧器をV結線としたとき、
動力として使用できる最大容量は何KVAか。
動力を最大容量まで使用しているとき、電灯で使用できる容量は何KVAか。
このとき、変圧器の利用率は何%か。

解答

動力:173.2(KVA)
電灯:50(KVA)
利用率:89.3(%)


解説

動力=100×0.866=173.2(KVA)
電灯=150-100=50(KVA)
利用率=(173.2+50)/(150+100)=89.3(%)

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2010年2月17日 (水)

三相交流回路

◆理論「三相交流回路に関する問題」

線間電圧V(V)、角周波数ω(rad/s)の対称三相交流電源に、
抵抗R(Ω)と静電容量C(F)とからなる負荷を接続した下図のような
回路がある。
三相交流回路のベクトルオペレータをa(=e^(j2π/3)で表し、
Vab=Vとして、基準ベクトルに選ぶと各線間電圧Vbc、Vcaは
どのように記述されるか。
ただし、相回転はa-b-cの順とし、図に示す負荷以外のインピーダンス
は無視するものとする。

図:


Sansoukairo

解答

Vbc=a^2・V
Vca=a・V


解説


a及びa^2はベクトルオペレータと呼び、120度の位相差を表している。
相順をa、b、cとしa相を基準ベクトルとするとa相の電圧Vにaを
掛けると位相が120度進みc相の電圧Vcaを表す。
また、a相の電圧Vにa^2を掛けると位相が120度遅れb相の電圧Vbcを
表す。

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2010年2月16日 (火)

変圧器の全日効率

◆法規「変圧器の全日効率に関する問題」

定格容量1000(KVA)の三相変圧器があり、8時から16時までは
800(KW)、その他の時間帯が200(KW)の負荷曲線で運転している。
この変圧器の無負荷損は2(KW)、定格容量時の負荷損は7(KW)である。
負荷の力率が80(%)とすると、変圧器の全日効率(%)および日負荷率(%)
を求めなさい。


解答

全日効率:98.9(%)
日負荷率:50(%)


解説

全日効率=出力電力量/入力電力量
=(800×8+200×16)/
[{800×8+(2+7)×8}+{200×16+
(2+7×(250/1000)^2)×16}]
=0.989=98.9(%)


負荷率 =平均需要電力/最大需要電力
=[{1000×8+(200/0.8)×16}/24]/1000
=0.5=50(%)

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2010年2月15日 (月)

変圧器

◆機械「変圧器に関する問題」

低格容量100(KVA)、定格二次電圧210(V)の三相変圧器があり、
無負荷損は460(W)、定格時の負荷損は1790(W)、
短絡インピーダンス(インピーダンス電圧)は3.5(%)である。
この変圧器の百分率抵抗降下(%)、百分率リアクタンス降下(%)
及び、力率0.8における電圧変動率を求めなさい。


解答

%p:1.79(%)
%q:3.01(%)
ε:3.24(%)


解説

%p=I2r/(V2/√3)×100=√3I2^2・r/(V2I2)×100
=3I2^2・r/(√3V2I2)×100
分子は変圧器の定格容量(VA)を、分母は変圧器の負荷損を意味するから
%p=1790/(100×10^3) ×100=1.79(%)

%q=√(z^2-p^2)=√(3.5^2-1.79^2)=3.01(%)


電圧変動率ε=pCOSθ+qSINθ
電圧変動率ε=1.79×0.8 +3.01×0.6

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2010年2月11日 (木)

発振装置付電力量計

◆電力「発振装置付電力量計に関する問題」

計器用変圧器VT及び変流器CTの二次側に接続した電力量計の発振装置の
パルスを、負荷が安定している10分間測定したところ、そのパルスは
65であった。この負荷の1時間当たりの消費電力量を求めなさい。
ただし、この電力量計の発振装置の1(KWH)あたりの出力パルス数は、
4000である。また、VT及びCTの一次定格/ニ次定格は、
それぞれ6600V/110Vおよび100A/5Aである。

解答

117(KWH)


解説

W=65×(60/10)×(6600/110)×(100/5)/4000
=117(KWH)

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2010年2月 9日 (火)

コンピュータ

◆理論「コンピュータに関する問題」

フロッピーディスクを、下記に示すような仕様で両面をフォーマットした。
このフロッピーディスクの記憶容量は約何Mバイトになるか。

トラック数/面:80トラック
セクタ数/トラック:18セクタ
セクタ長(バイト):512バイト

解答

1.47(Mバイト)

解説


80×18×512×2/10^6=1.47(Mバイト)

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2010年2月 5日 (金)

需要設備

◆法規「需要設備に関する問題」

需要設備における負荷率、需要率及び複数負荷間の不等率を
次のA~Eの諸元で表したものの組み合わせで正しいのは(1)~(5)の
内どれか。

A:設備容量
B:最大需要電力(最大負荷)
C:平均需要電力(平均負荷)
D:合成最大需要電力(合成最大負荷)
E:各負荷の最大需要電力の合計

   負荷率         需要率       不等率

(1)B/C         C/A       E/D
(1)B/C         B/A       D/E
(1)C/B         C/A       D/E
(1)C/B         B/A       E/D
(1)C/B         C/A       E/D


解答

4.


解説

負荷率 =平均需要電力/最大需要電力

需要率 =最大需要電力/設備容量

不等率 =各負荷の最大需要電力の合計/合成最大需要電力

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2010年2月 4日 (木)

三相誘導発電機のトルク

◆機械「三相誘導発電機のトルクに関する問題」

半径rの巻胴を電動機で駆動し、ワイヤーロープによって荷重Wを巻き上げる
装置がある。
W=1(t)、巻胴の半径r=1(m)で、
一定速度600(m/min)で巻き上げているとき、
巻胴の回転速度は95.5(min^-1)である。
電動機の出力P0(KW)及び、発生トルクTを求めなさい。
ただし、ワイヤーロープの荷重は無視し、また、装置の機械損も無視し、
機械効率は1とする。


解答

P0=98(KW)
T=9800(N・m)

解説

P0=(m・V)/(6.12η)=(1×600)/(6.12×1)
=98(KW)

T=P0 ×60/(2πn)=98×10^3×60/(2π×95.5)
=9800(N・m)

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2010年2月 3日 (水)

パワーエレクトロニクス

◆電力「パワーエレクトロニクスに関する問題」

次のパワーエレクトロニクスに関する記述で誤っているのはどれか。

1.1957年米国のGE社が電力用半導体素子SCRを開発した
2.直流電動機の可変速駆動に用いられる電力変換器には、整流器、
直流チョッパがある
3.誘導電動機の可変速駆動に用いられる電力変換器には、サイクロコンバータ、
交流電力調整器、自励式インバータなどがある
4.同期電動機の可変速駆動に用いられる電力変換器には、他励式インバータがある
5.他励式インバータには、転流能力がある


解答

5.


解説

他励式インバータには、転流能力がないが、同期電動機の電機子巻線に発生する
誘導起電力を利用することによって転流が行われる。

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2010年2月 2日 (火)

コンデンサに蓄えられるエネルギー

◆理論「コンデンサに蓄えられるエネルギーに関する問題」

電圧V(V)に充電された静電容量C(F)のコンデンサと
全く充電されていない静電容量(1/3)C(F)のコンデンサがある。
このコンデンサを並列に接続したとき、これらのコンデンサに蓄えられる
全静電エネルギー(J)を求めなさい。

解答

0.375CV^2(J)


解説


二つのコンデンサを並列に接続したときの静電容量C2は、
C+(1/3)C=(4/3)C (F)

はじめに持っていた電荷Qは、
Q=CV (C)

並列接続した後のコンデンサの電圧V2は、電荷は接続の前後を通じて
不変なので、
V2=(CV)/(4C/3)=(3/4)V

接続後にコンデンサに蓄えられる全エネルギーWは、
W=1/2 ×(4C/3)×(3V/4)^2
=3/8 CV^2=0.375CV^2 (J)

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