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2010年4月24日 (土)

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)

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2010年4月23日 (金)

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)

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2010年4月21日 (水)

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)

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2010年4月19日 (月)

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。

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2010年4月17日 (土)

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)

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2010年4月14日 (水)

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(%)

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2010年4月11日 (日)

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。

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2010年4月 9日 (金)

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)

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2010年4月 7日 (水)

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



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)

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