エネルギー変換

◆機械「エネルギー変換に関する問題」

エンジンに５０ＫＷの出力を出させると、時速１００ｋｍで走行し続ける
ことができる自動車がある。
この自動車で、高速道路を時速１００ｋｍで１時間走り続けたとき、
消費する燃料は何リットルか。
ただし、このエンジンの効率は４０％、
ガソリン１リットル当たり発生する熱量は１．２×１０＾7（ｃａｌ）、
熱の仕事当量は４．２（Ｊ／ｃａｌ）であるとして計算しなさい。

解答

８．９（リットル）

解説

ガソリン消費量Ｌ
＝｛（５０×１０００×３６００）／４．２｝／（１．２×１０＾7×０．４）
＝８．９（リットル）

昇圧器

◆電力「昇圧器に関する問題」

三相デルタ結線昇圧器において、昇圧器の二次定格電圧と一次定格電圧の
比をｎ、昇圧前の電圧をＥ1とすれば、
昇圧後の電圧として、正しいのは次のうちどれか。

１．Ｅ1（１＋１／ｎ）
２．Ｅ1（１＋ｎ＋ｎ＾2）
３．Ｅ1（１＋３／２ｎ）

解答

３．

解説

Ｅ2＝Ｅ1√（１＋３／２ｎ）＾2
＝Ｅ1√（１＋３ｎ＋３ｎ＾2）
＝Ｅ1（１＋３／２ｎ）

静電気力

◆理論「静電気力に関する問題」

ある空間に５．０×１０＾-8（Ｃ）の電荷を置いたら、
１．０×１０＾-4（Ｎ）の力を受けた。
電荷が置かれた空間の電界の強さを求めなさい。

解答

２．０×１０＾3（Ｖ／ｍ）

解説

Ｆ＝ｑ・Ｅ
Ｅ＝Ｆ／ｑ

Ｅ＝（１．０×１０＾-4）／（５．０×１０＾-8）
＝２．０×１０＾3（Ｎ／Ｃ）　（Ｖ／ｍ）

接地工事

◆法規「接地工事に関する問題」

低圧電路において、その電路に地気を生じた場合に０．５秒以内に自動的に
電路を遮断する装置を施設するときは、この電路に施設する機器の
金属製外箱等の接地抵抗値が何オーム以下であれば接地工事を省略
できるか。

解答

１００Ω

解説

Ｄ種接地工事が省略できるのは次のような場合です。

1.　Ｄ種接地工事を施す金属体と大地間との抵抗値が１００Ω以下のとき

2.　地中に埋設され、大地間との抵抗値が３Ω以下の金属製水道管は接地極に
できる。

3.　電気機械器具の鉄台等が次のように施設される場合。

　　一　使用電圧が直流３００Ｖ又は交流対地電圧１５０Ｖ以下の機械器具を
乾燥した場所に施設する場合

　　二　低圧用の機械器具を乾燥した木製の床その他これに類する絶縁物の上で
　　　　取り扱うように施設する場合。

　　三　鉄台の周囲に適当な絶縁台を設ける場合。

　　四　水気のある場所以外の場所で、定格感度電流が１５ｍＡ以下、
動作時間０．１秒以下の電流動作形の漏電遮断器を施設する場合また、

金属管工事では低圧屋内配線が300Ｖ以下の場合は、管には、Ｄ種接地工事を
施すことなっていますが次のような場合は省略することができます。

　　イ．　管の長さ（2本以上の管を接続して使用する場合は、その全長をいう。）
が４ｍ以下のものを乾燥した場所に施設する場合。

　　ロ．　屋内配線の使用電圧が直流３００Ｖ又は交流対地電圧１５０Ｖ以下の
場合において、の電線を収める管の長さが８ｍ以下のものを人が容易に触れる
おそれがないように施設するとき又は乾燥した場所に施設するとき。

巻上機

◆機械「巻上機に関する問題」

巻上機によって質量１２００（ｋｇ）の物体を０．３（ｍ／ｓ）
の一定速度で巻上るのに必要な電動機出力（ＫＷ）の値を求めなさい。
ただし、ロープの質量及び加速に要する動力は無視するものとし、
機械装置の効率は９８（％）とする。

解答

３．６（ＫＷ）

解説

巻上機の所要出力Ｐ（ｋｗ）

Ｐ＝９．８ｍ（v／６０）（１／η）＝ｍｖ／６．１２η　（ｋｗ）
ｍ：巻上質量（ｔ）
ｖ：巻上速度（ｍ／ｍｉｎ）
η：効率（少数）

＝１２００×０．３／（６．１２×０．９８）＝３．６（ＫＷ）

変圧器の電圧変動率

◆電力「変圧器の電圧変動率に関する問題」

定格二次電圧２００（Ｖ）、定格二次電流１００（Ａ）の単相変圧器があり、
二次側に換算した全巻線抵抗は０．０３（Ω）であり、
二次側に換算した全漏れリアクタンスは０．０５（Ω）である。
この変圧器の力率０．８（遅れ）における電圧変動率（％）を求めよ。

解答

２．７（％）

解説

％抵抗降下ｐと％リアクタンス降下ｑはそれぞれ、

ｐ＝（Ｉ2ｒ2）／Ｖ2　×１００
＝（１００×０．０３）／２００　×１００＝１．５（％）

ｑ＝（Ｉ2ｘ2）／Ｖ2　×１００
＝（１００×０．０５）／２００　×１００＝２．５（％）

電圧変動率εは、

ε＝ｐ・ｃｏｓθ＋ｑ・ｓｉｎθ
＝１．５×０．８＋２．５ｓｉｎ（ａｃｓ０．８）＝２．７（％）

静電気力

◆理論「静電気力に関する問題」

２つの点電荷を真空中の空間においたとき、電荷間の距離が２倍になると、
この２つの電荷に働く静電気力は何倍になるか。
また、距離が半分になると、この２つの電荷に働く静電気力は何倍になるか。

解答

それぞれ、
１／４　倍
　４　　倍
になる。

解説

クーロンの法則により、
静電気力は電荷間の距離の２乗に反比例する。

力率改善

◆法規「力率改善に関する問題」

６６００Ｖで受電している１０００ＫＷ、力率０．８の三相負荷がある。
この受電力率を０．９に改善するために必要なコンデンサ容量を求めなさい。

解答

２６６（ｋｖａｒ）

解説

現状の無効電力
Ｑ1＝１０００×ｔａｎ（ａｃｓ０．８）＝７５０（ｋｖａｒ）

力率０．９のときの無効電力
Ｑ2＝１０００×ｔａｎ（ａｃｓ０．９）＝４８４（ｋｖａｒ）

必要なコンデンサ容量
Ｑ＝７５０－４８４＝２６６（ｋｖａｒ）

同期速度

◆機械「同期速度に関する問題」

同期速度をＮｓ（ｒｐｍ）、回転子の速度をＮ（ｒｐｍ）とすると、
すべりｓは、次のどれになるか。

１．（Ｎｓ－Ｎ）／Ｎ
２．（Ｎｓ－Ｎ）／Ｎｓ
３．（Ｎ－Ｎｓ）／Ｎｓ
４．（Ｎ－Ｎｓ）／Ｎ
５．（Ｎｓ＋Ｎ）／Ｎｓ

解答

２

解説

固定子鉄心をａ等分して、各部分に三相巻線を施せば、三相交流の
１サイクル毎に回転磁界は、１／ａ回転するので、
その速度ｎs（ｒｐｍ）{毎秒の回転数｝は次の式で表し、
これを同期速度という。

ｎs＝ｆ1／ａ　（ｒｐｓ）

また、速度をＮｓ（ｒｐｍ）｛毎分の回転数｝、
回転磁界の極数をｐ（ａの２倍）で表すと、
同期速度は、次の式になる。

Ｎｓ＝ｆ1／ａ　×６０＝ｆ1／（ｐ／２）　×６０＝１２０ｆ1／ｐ　（ｒｐｍ）