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2011年2月28日 (月)

線路電圧降下

◆電力「線路電圧降下に関する問題」

三相3線式配電線路がある。
電圧、電流、線路定数が平衡しているとして、
線路電流をI(A)、1線の線路抵抗をRとして、
リアクタンス分を無視すると、電圧降下はいくらになるか。

1.√3IR
2.3IR
3.3√3IR
4.(1/√3)IR
5.3I^2R

解答

1.

解説

三相3線式配電線路では、1線の電圧降下は単相の1線の場合と同じで、
I(Rcosθ+Xsinθ)となるので、
三相3線式の電圧降下Δv(V)は、
1線の√3倍となり、
Δv=√3I(Rcosθ+Xsinθ) (V)
リアクタンス分を無視すると、
Δv=√3IR (V)
となる。

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2011年2月25日 (金)

抵抗率

◆理論「抵抗率に関する問題」

次の抵抗率に関する記述で誤っているのはどれか。

1.銀は銅よりも抵抗率が小さい
2.アルミニウムは銅よりも抵抗率が小さい
3.鉄はタングステンよりも抵抗率が大きい
4.鉄はアルミニウムよりも抵抗率が大きい
5.鉄は銅よりも抵抗率が大きい

解答

2.


解説

抵抗率ρ=R・A/L (Ω・mm^2/m)
R:抵抗(Ω)
A:断面積(m^2)
L:導体の長さ(m)

比例定ρは長さ1(m)、断面積1(m^2)の導体の抵抗で、電流の
通りにくさの度合いを示す値であり抵抗率と言う。

抵抗率(Ω・mm^2/m)
銀:1.62×10^-2
銅:1.69×10^-2
アルミニウム:2.62×10^-2
タングステン:5.48×10^-2
鉄:10.0×10^-2


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2011年2月24日 (木)

気中開閉器

◆法規「気中開閉器に関する問題」

電気設備技術基準の解釈において動作時にアークを生じる
使用電圧6.6(KV)の気中開閉器と木製の壁との
離隔距離の最小値(cm)はいくらか。


1.50
2.60
3.100
4.130
5.150


解答

3.

解説

電技により、
動作時にアークを発生する高圧用の遮断器、開閉器、避雷器等の
器具は、木製のような可燃性の壁や天井からは、1m以上
離さなければならない。

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2011年2月23日 (水)

三相誘導電動機

◆機械「三相誘導電動機に関する問題」

三相誘導電動機のスター・デルタ始動法の始動トルクは、
全電圧始動した場合の何倍か。

1.1/9
2.1/6
3.1/4
4.1/3
5.1/√3

解答

4.

解説

始動トルクは、1相に加わる電圧の2乗に比例する。
スター・デルタ始動法では、1相にかかる電圧は、
スター結線はデルタ結線で全電圧始動する場合の1/√3であり、
始動トルクは、(1/√3)^2=1/3となる。


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2011年2月22日 (火)

放射線

◆電力「放射線に関する問題」

次に示す放射線の中でヘリウムの原子核に相当するのはどれか。

1.アルファ線
2.ベータ線
3.中性子線
4.エックス線
5.ガンマ線

解答

1.

解説

α線
 alpha radiation or alpha rays. 
アルファ(α)粒子ともいわれ、+2の電荷をもつ荷電粒子線であり、
ヘリウム He-4の原子核である。

β線
原子核から高速の微粒子が飛び出し,別種の原子に変化する現象を壊変と
いいます。その中には図のように,原子核内の1個の中性子が陽子に変化し
陰電子(e-)が飛び出す場合と,陽子が中性子に変化し陽電子(e+)が
飛び出す場合があります。これらの飛び出す電子をβ線(またはβ粒子)
といい,この現象のことをβ壊変といいます。

中性子線
neutron radiation. 中性子は原子核を構成する素粒子の一つで、
中性子線は中性子の流れをいう。

X線
X線は電子と原子の非弾性散乱や電子の内部転換等によって電子が
励起されたり、または電子が原子からはじき出された状態から安定な
状態に戻る際に、そのエネルギーを電磁波(X線)の形で放出された
ものである。したがって、X線は発生源が異なるだけで、γ線と同一である。
γ線と同様、蛍光作用、電離作用、写真作用により検出され、強度が
測定される。X線は非破壊検査、診断用や結晶構造の研究等に利用される。

γ線
子核に基因するのがγ線であり、原子に基因するのはX線である。
γ線はX線より一般にエネルギーが高いので透過力が強く、
非破壊検査等に利用され、GM計数管、シンチレーションカウンター、
電離箱等によって検出される。

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2011年2月18日 (金)

放射性同位元素

◆理論「放射性同位元素に関する問題」

次の放射性同位元素に関する記述で誤っているのはどれか。

1.元素を比較して、陽子数が等しい
2.元素を比較して、中性子数が等しい
3.同位元素のうち,放射線を放出する能力(放射能)を持つものを特に
放射性同位元素と呼ぶ
4.放射性同位元素が放出する放射線は大きく分けて荷電粒子,非荷電粒子および
電磁波の3つに分類される
5.陽子数と中性子数の違いをふまえて原子核の種類を区別した場合,
これらを核種と表現する

解答

2.


解説

私たちの身のまわりには多数の元素が存在しています。
そのうちで陽子数は等しいのですが中性子数が異なるものがあり,
これらを互いに同位元素(Isotope)または同位体と呼びます。

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2011年2月17日 (木)

EMI

◆法規「EMIに関する問題」

次のEMIに関する記述で誤っているのはどれか。
1.コンピュータのディスプレイから放射される電磁波により人体に健康被害が
発生した。
2.コンピュータから放射される電磁波により無線通信に障害が発生した。
3.コンピュータから放射される電磁波により計量誤差が発生した。
4.コンピュータから放射される電磁波により工作機械が誤動作を発生した。
5.コンピュータから放射される電磁波により他のコンピュータが
ハングアップした。


解答

1.

解説

EMI
コンピュータ等の電子機器から放射される電磁波が、他の電子
機器に電磁妨害を与える現象。

EMS
コンピュータ等の電子機器が外部からの電波により、
誤動作等を起こす現象。

EMC 
相対する2つの現象(EMIとEMS)を調和させ、
両立させる技術、考え方等を総称してEMCと呼んでいます。

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2011年2月16日 (水)

電子安定器

◆機械「電子安定器に関する問題」

40W2灯用の電子安定器の消費電力は、従来方式の省電力形安定器と
一般ランプの組合せに対して約何%省電力になっているか。

1.3%
2.5%
3.10%
4.15%
5.20%

解答

4.

解説

40W2灯用の電子安定器の消費電力は72W(200V)で
従来方式の省電力形安定器と一般ランプの組合せに対して15%省電力に
なっている。また、省電力ランプとの組合せで8%省電力になっている

電子安定器
 電子安定器は磁気コアの代わりに半導体部品を使用したインバータ
(DC-AC変換)回路で蛍光ランプを起動し、高周波で安定に点灯を行っている。
周波数は家電機器のコントローラとのトラブルが発生しないように
約40~50KHzで動作させている。
蛍光ランプを高周波で点灯させることにより商用周波数での光出力より
約10%光出力が増加する。商品化にあたっては光出力を増加させないで
その分を省電力にする二つの選択ができるが「明るさは同じで省電力」
の方向の商品が主力になつている。


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2011年2月15日 (火)

同期発電機

◆電力「に関する問題」

同期インピーダンスをZ(Ω)、定格電流をIa(A)、三相容量をP(KVA)、
定格電圧をVa(KV)とするとき、同期発電機の%インピーダンス(%)を
表す式として正しいのは次のうちどれか。

1.100IaZ/(√3Va)
2.ZP/(10Va)
3.ZP/(10(Va)^2)
4.ZVa/(100P)
5.√3VaP/(100Ia)

解答

3.

解説

Vaは線間電圧であるから相電圧はVa/√3となり、
%Z=ZIa/(Va/√3) ×100 (%)

%Z=ZIa/(1000Va/√3) ×100
=√3ZIa/10Va
=Z√3VaIa/10Va^2
=ZP/(10(Va)^2) (%)


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2011年2月14日 (月)

電気計測

◆理論「電気計測に関する問題」

高周波電流を測定するのに最も適している指示計器として、
正しいのは次のうちどれか。

1.可動鉄片形電流計
2.電流力形電流計
3.整流形電流計
4.誘導形電流計
5.熱電形電流計

解答

5.


解説

熱電形電流計
特徴
高周波用計器に最適、過負荷に弱い、指示が安定するまで時間がかかる

動作原理
測定電流に比例する抵抗の温度上昇による、熱電対の出力を
可動コイル形で指示するもの

周波数(Hz)
直流~10^7

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2011年2月11日 (金)

年負荷率

◆法規「年負荷率に関する問題」

負荷設備の合計容量が1000(KW)で、需要率が45(%)の需要家があり、
年間の消費電力量は、1774000(kwh)であった。
この需要家の年負荷率は何(%)か求めなさい。

解答

45(%)

解説

需要率(%)は、
需要率=(最大電力/設備容量)×100(%)

最大電力は、
最大電力=1000×(45/100)=450(KW)

平均電力は
平均電力=1774000/(24×365)=202.5(KW)

したがって、年負荷率は、
年負荷率=(202.5/450)×100=45(%)

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2011年2月10日 (木)

スイッチングレギュレータ

機械「スイッチングレギュレータに関する問題」

次の3端子レギュレータに関する記述で誤っているのはどれか。

1.その構成は、入力端子・出力端子・アース端子(コモン端子)
からなっている。
2.入力電圧が変化しても出力電圧は一定。
3.出力電流が変化しても出力電圧は一定。
4.出力電圧は、5~24Vの範囲で何種類か用意されている。
5.正出力と負出力ではピン配置が同一。

解答

5.

解説


スイッチングレギュレータ
入力電圧を高速にON/OFF(スイッチング)してパルスに変換し、
これを平滑した安定した直流電圧を得る方式の電源安定装置。

■3端子レギュレータの特徴

・IC技術の進歩によってトランジスタをひとつのICにまとめてしまうことが
可能となった。

・その構成は、入力端子・出力端子・アース端子(コモン端子)
からなっており、これを3端子レギュレータと呼ぶ。

・3端子レギュレータの機能は2つある。

1.入力電圧が変化しても出力電圧は一定。

2.出力電流が変化しても出力電圧は一定。

 

■3端子レギュレータの種類

・出力電圧が一定で、外部から変化させることはできない。
この電圧は製造過程で記された抵抗の値を変えることによって設定されている。

・3端子レギュレータには色々な種類がある。まず、大きく正出力と負出力の
2つにわけられる。その製品には各メーカー独自にμAやLMなどの記号が
付けられているが、番号は各社ともほぼ同じで正出力は78、
負出力は79が一般的である。

 また、その性能も各社はほぼ同じだと考えて構わない。

・出力電流については、省電流(100mA)程度にはL、
中電流(750mA)程度にはMという記号が付き、大電流(1A以上)
には記号をつけないのが普通です。

・出力電圧は、5~24Vの範囲で何種類か用意されている。

 

■3端子レギュレータの使い方

・使い方はとても簡単で、入力端子に入力電圧を加えれば、
出力端子に一定の出力電あるが出る。

・また、入力電圧は出力電圧(その3端子レギュレータの指定電圧)
の2倍から1.5倍くらいの電圧が適当である。

・入力側には小さなコンデンサ(タンタルコンデンサなど過渡特性のよいもの)
を入れる。ただし、入力ラインが短いときには近くに当然整流平滑用の
コンデンサが付いているはずなので、その場合は不要である。

・出力側にも同様に小さなコンデンサを入れる。
これは出力変化の過渡特性をよくするためのもので、
実験的に値を変化させ、入力側にわざとリップル電圧を入れてみて、
オシログラフで出力側の特性を調べて決定する。

・正出力と負出力ではピン配置がまったく違うことに注意。

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2011年2月 9日 (水)

静電誘導障害

◆電力「静電誘導障害に関する問題」

次の送電線による通信線への静電誘導障害の防止対策に関する記述で
誤っているのはどれか。

1.通信線との距離をできるだけ大きくする。
2.電力線のねん架を十分に行い、相互の静電容量の不平衡を少なくする。
3.通信線側に遮蔽線を設ける。なお、架空地線に導電率の良いものを使用する。
4.通信線を金属ケーブル化する。
5.中性点の接地抵抗を大きくして、地絡電流を適当な値に抑制する。

解答

5.

解説

{中性点の接地抵抗を大きくして、地絡電流を適当な値に抑制する。}
は電磁誘導障害に対する対策である。

通信線に対する静電誘導
 電気設備技術基準では、使用電圧60[kV]以下の場合、
通信線のこう長12[km]ごとに静電誘導電流が2[μA]を、
使用電圧が60[kV]を超える場合は、通信線のこう長40[km]ごとに
静電誘導電流が3[μA]をそれぞれ超えないことと規定されており、
同基準には、静電誘導電流の計算式が示されています。(解釈第102条参照)  

対策
  1.送電線地上高の増加
  2.送電線逆相配列の採用
  3.遮へい設備の設置
  4.対象物件の接地

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2011年2月 7日 (月)

ビオ・サバールの法則

◆理論「ビオ・サバールの法則に関する問題」

半径20(cm)のある巻数をもったコイルがある。
このコイルに5(A)を流したとき、
コイルの中心における磁界の強さは、500(A/m)になる。
このコイルの巻数はいくらか。


解答

40(回)


解説

N=2rH/I
N:巻数(回)
r:コイルの半径(m)
H:磁界の強さ(A/m)
I:電流(A)

N=2×0.2×500/5=40(回)

ビオ・サバールの法則(-ほうそく,Biot-Savart law)とは定常電流の回りに
出来る磁場の大きさについての法則で、
ビオ・サバールの法則は積分することによりアンペールの法則の磁場の
大きさと一致する。

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2011年2月 4日 (金)

防災電源

◆法規「防災電源に関する問題」

次の内、防災電源として自家発電設備の設置義務が無いのはどれか。

1.排煙設備
2.屋内消火栓設備
3.防火戸、防火ダンパー
4.非常コンセント設備
5.連結送水管


解答

3.


解説

法律による消防法適合の自家発電装置の設置義務
消防法は特定防火対象物および新規建築物について、それぞれの基準に
よりスプリンクラーなどの防火設備と、それを働かせる非常用電源の設置を
義務づけています。

■法規により非常用予備電源が必要な設備

[ 建築基準法関係 ](予備電源)
排煙設備
非常用照明装置(10秒始動)
非常用進入口
非常用排水設備
非常用エレベータ 屋内消火栓設備

[ 消防法関係 ](非常用電源)
スプリンクラー設備
水噴霧消火設備
泡消化設備
二酸化炭素消火設備
ハロゲン化物消化設備
粉末消化設備 排煙設備
自動火災報知設備
非常警報設備
無線通信補助設備
誘導灯設備
非常放送設備
非常用コンセント設備

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2011年2月 3日 (木)

ペルチェ素子

◆機械「ペルチェ素子に関する問題」

次のペルチェ素子に関する記述で誤っているのはどれか。

1.精密温度制御が可能(±0.1℃程度まで)。
2.コンプレッサーを使用したののより大型である。
3.静音設計や振動のほとんど無い設計が可能である。
4.簡単な方法に冷却と加熱を切り替えられる。
5.温度応答性が良い。

解答

2.

解説

1.精密温度制御が可能(±0.1℃程度まで)。
2.冷却機構が半導体の電子移動によるものなので
コンプレッサーを使用せず、小型・軽量である。
3.静音設計や振動のほとんど無い設計が可能である。
4.電流の方向を変えてやるという簡単な方法により、
冷却と加熱を切り替えられる。
5.温度応答性が良い。
6.フロンに代表されるガスや液体などの冷媒を使わずに冷却可能である。

P型半導体とN型半導体を用いると、P型の熱電能はプラス、
N型熱電能はマイナスの符号を持ち、その相対熱電能は非常に大きいので、
大きな熱電効果が得られます。P、N型半導体を利用して
図のようにΠ型に配列し、冷却または吸熱の能力をもつ
サーモモジュール(ペルチェ素子)になります。
またサーモモジュール(ペルチェ素子)は電流を流して
温度差を起こさせるペルチェ効果を活用しているため、
一般的にペルチェ素子とも呼ばれます。

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2011年2月 2日 (水)

風力発電

◆電力「風力発電に関する問題」

次の風力発電に関する記述で誤っているのはどれか。

1.風力発電の資源量は大きく、開発可能な量だけで人類の電力需要を充分に
賄えるとされる。
2.電力用としては水平軸のプロペラ型が多く用いられるが、
用途に応じて垂直軸のダリウス型やサボニウス型を用いる場合もある。
3.風力原動機はロータ径が大型化するにつれて効率が向上し、
採算性も向上する。
4.風力発電機の騒音(風切り音)は問題となっている。
5.風力発電は風速の変動に従って出力が変動し、電圧や力率の変動をもたらす。

解答

4.

解説

風力発電機の騒音(風切り音)は一時期問題とされたが、近年は大きく
改善され、通常は問題にならない水準に達している。

世界全体では少なくとも約72TW(テラワット)が風力によって
発電可能とされる。これは世界全体の電力需要量 (14TW)
の約5倍に相当する。日本では風況が悪く風力発電に向かないという
意見が存在したが、これは都市部に多い気象庁の観測点のデータで判断した
ためと言われている。

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2011年2月 1日 (火)

半導体

◆理論「半導体に関する問題」

つぎの半導体に関するA群の記述に関係の深いものをB群よ選びなさい。

A群
(1)サーミスタ温度計
(2)光導電セル
(3)ホール電圧
(4)整流作用
(5)太陽電池


B群
(a)磁気効果
(b)接触効果
(c)熱電効果
(d)光電効果


解答

(1)サーミスタ温度計 - (c)熱電効果
(2)光導電セル - (d)光電効果
(3)ホール電圧 - (a)磁気効果
(4)整流作用 - (b)接触効果
(5)太陽電池 - (d)光電効果

解説
熱電効果
半導体は温度上昇につれて電気抵抗が大きく減少する性質がある。

光電効果
半導体は光を照射すると、抵抗率が減少する性質をもっている。
半導体に光を照射すると、起電力を生ずる性質がある。

接触効果
半導体は金属との接触面で整流作用をもつ性質がある。

磁気効果(ホール効果)
半導体に磁気を加えたときに発生する現象

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