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2011年8月30日 (火)

水力発電

◆電力「水力発電に関する問題」

有効貯水量1.2×10^8(m^3)の貯水池を有する水力発電所がある。
有効貯水量で発電できる電力量を求めなさい。
ただし、有効落差を120(m)、水車効率を90(%)、
発電機効率を98(%)とする。

解答

38.75(MVA)


解説
 
W=9.8×1.2×10^8×120×0.9×0.98/3600
=34574400(KWH)=34.6(GWH)


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2011年8月29日 (月)

半導体

◆理論「半導体に関する問題」

つぎに示す半導体に関するA群の記述に対応する、語句をB群より選びなさい。

A群
1.真性半導体に溶かし込んだ、ごく微量の3価の不純物
2.真性半導体に溶かし込んだ、ごく微量の5価の不純物
3.3価の不純物が混入した半導体の多数キャリア
4.5価の不純物が混入した半導体の多数キャリア
5.異種の半導体の接合面にできる電位差


B群
a.障壁電圧
b.正孔
c.ドナー
d.電子
e.アクセプタ


解答

1-e
2-c
3-b
4-d
5-a

解説

[P形半導体]
3価の不純物 → アクセプタ
多数キャリア → 正孔(ホール)
少数キャリア → 電子

[N形半導体]
5価の不純物 → ドナー
多数キャリア → 電子
少数キャリア → 正孔(ホール)


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2011年8月26日 (金)

接地工事の目的

◆法規「接地工事の目的に関する問題」

つぎの接地工事の目的に関する記述で誤っているのはどれか。

1.人体への感電の危険を防止する
2.漏電による火災の危険を防止する
3.電路の異常電圧低下を防止する
4.保護装置の動作を確実にする
5.避雷器などの雷害防止装置の保護効果を確実にする


解答

3.


解説

電路の異常電圧上昇を防止する

電力系統の接地としては、電路の中性点に施す接地とB種接地工事があり、
前者は電路の対地電圧の低下と機器の絶縁レベル低下、異常電圧の抑制と
保護装置の確実な動作などの効果をもたらす。
後者は高圧電路と低圧電路とが混触した場合、低圧側に侵入する高電圧に
より人体および低圧機器の絶縁を守る効果がある。
機器の接地は、機器の絶縁劣化に伴う漏電または電路からの誘導による
電位上昇から人体への感電を防止し、漏電火災を防ぐ効果がある。
避雷器の接地は、雷電流を安全に大地に逃がし、雷害から電路や
機器を保護する効果がある。

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2011年8月24日 (水)

水銀整流器

◆機械「水銀整流器に関する問題」

次に示す水銀整流器に関する記述で誤っているのはどれか。

1.水銀整流器は水銀アークの整流性を利用したものである。
2.陰極に対して陽極が正電位の場合のみ電流を通ずることができる。
3.陽極・陰極間に制御格子を設け、これに加える電圧の位相を制御する
ことにより、直流出力電圧を制御することができる。
4.整流のためには陰極点の形成が必要である。
5.イグナイトロンは励弧極にて毎サイクルごとに点弧する。

解答

解説

陰極点を形成するためエキサイトロンは励弧極にて励弧し、イグナイトロンは
点弧子にて毎サイクルごとに点弧する。

水銀整流器(すいぎんせいりゅうき)とは、ガラス管または鉄製容器の中に
封入した水銀と炭素電極間のアーク放電で整流を行なう整流器である。
1つの陰極に対し1~6N個の陽極を封入して
(複数陽極では)多相半波整流を行う。

ゲート電極付きのものは位相制御による電圧調整や、逆接続で回生電力を
交流側に送り返すことができる。 ガラス封止の多陽極式水銀整流器は
その形状からタコと呼ばれた。

単極水銀整流器には陰極の形成方法によりイグナイトロンと
エキサイトロンがあり、前者は水銀プール内に浸したイグナイタと
呼ばれる受電体により機械的に陰極を形成させるのに対し、
後者は陰極を電気的に常置形成させる。

1970年代まで、主に大電力用(電鉄の直流変電所、交流電気機関車等)に
使用されてきた。運転管理と保守に難があるため、
大電力用シリコンダイオードなどの半導体素子が開発されて切り替えられ、
商用レベルでは使われなくなるが、ゲート制御機能に拠りインバータ動作も
可能であるなどの利点があり、実験装置としては今日でも小規模ながら需要がある。

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2011年8月23日 (火)

発電機の並行運転

◆電力「発電機の並行運転に関する問題」

容量20(MVA)で、パーセントインピーダンスが5(%)の変圧器と
30(MVA)で8(%)の変圧器2台を並行運転して、
いずれの変圧器も過負荷することなく運転できる合計電力を求めなさい。


解答

38.75(MVA)


解説
 
20(MVA)の変圧器のパーセントインピーダンスを30(MVA)に
換算する。
5×(30/20)=7.5(%)

P2=(Z1/Z2)P1
P1:20(MVA)のTrの出力
P2:30(MVA)のTrの出力

P2=(7.5/8)×20=18.75(MVA)

P1+P2=20+18.75=38.75(MVA)


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2011年8月22日 (月)

交流回路

◆理論「交流回路に関する問題」

抵抗10(Ω)、誘導リアクタンス10√3(Ω)の直列回路に
100(V)の電圧を加えるとき、つぎの各問いに答えなさい。

1.電流の大きさ(A)
2.電圧・電流の位相差(rad)
3.皮相電力(VA)
4.有効電力(W)
5.無効電力(VAR)


解答

1.5(A)
2.π/3(rad)
3.500(VA)
4.250(W)
5.433(VAR)

解説
1.
I=V/Z=100/(√(10^2+(10√3)^2)=5(A)
2.
atan(x/r)=atan(10√3/10)=π/3(rad)
3.
W=I×V=5×100=500(VA)

P=I×V×cosθ=5×100×cos(π/3)=250(W)

Q=I×V×sinθ=5×100×sin(π/3)=433(VAR)

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2011年8月19日 (金)

受電室の施設

◆法規「受電室の施設に関する問題」

つぎの受電室の施設に関する記述で誤っているのはどれか。

1.配電盤の計器面の照度を200(lx)とした
2.冷房装置を設備した
3.出入り口に「関係者以外立入禁止」の表示をした
4.変圧器に防音装置を取付けた
5.保守・点検用のコンセント回路を設けた


解答

1.


解説

照度は、配電盤の計器面で300(lx)以上、その他の部分において
70(lx)以上あること。

受電室の灯具は、管球取替えの際充電部に接近しなくてもよいように
施設すること。
停電の場合を考慮して、移動用又は携帯用灯火を受電室の分かりやすい
場所に備えること。

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2011年8月18日 (木)

照明

◆問題3.機械「照明に関する問題」

完全拡散面における輝度L(cd/m^2)と光束発散度M(lm/m^2)との
関係を表す式として、正しいのは次の内どれか。

1.L=M
2.L=M/π
3.L=M/2π
4.L=πM
5.L=2πM

解答

解説

光束発散度とは、発光面(光源、反射面、透過面など)の
単位面積から発散する光束をいい、単位にルーメン毎平方メートル
(lm/m^2)を用いる。また輝度とは、発光面のある方向への
光度I(cd)をその方向から見たみかけの面積A’(m^2)で
割ったものをいい、単位にカンデラ毎平方メートル(cd/m^2)
またスチルブ(sb)を用いる。

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2011年8月15日 (月)

バンキング方式

◆電力「バンキング方式に関する問題」

次に示すバンキング方式に関する記述のの中で、誤っているのはどれか。

1.線状バンキングと枝状バンキングとに分けることができる
2.電圧降下および電力損失が低減される
3.低圧負荷増加に対する柔軟性が増加する
4.供給信頼度が向上する
5.保護装置の協調が適当でないと、「カスケーディング現象」が発生する
恐れがある


解答

1.


解説
バンキング方式は、
同一の特高あるいは高圧配電線から、異なる箇所に設置した2個以上の
変圧器を、低圧線により並列に接続する方式で、低圧線の形態により、
線状バンキングと環状バンキングとに分けることができる。

配電用変圧器の利用率が均等化されるので、
電圧降下、および電力損失の低減
変圧器設備容量の低減
低圧負荷増加に対する柔軟性の増加
供給信頼度向上
などの効果がある。

保護装置の協調が適当でないと、
故障発生後、故障区間両端の保護装置によって区間除去されずに、
引き続いて、その区間外の保護装置も動作して広範囲の停電を引き起こす
「カスケーディング現象」が発生する恐れがある。

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2011年8月11日 (木)

自己インダクタンス

◆理論「自己インダクタンス関する問題」

巻数1000のコイルに0.2(A)の電流を流したとき8×10^-4(Wb)の
磁束が発生したとすれば、そのコイルの自己インダクタンス(H)はいくらか。
ただし、磁束の漏れはないものとする。


解答

4(H)

解説

コイルに発生する磁束φ(Wb)は、流れる電流i(A)に比例するので、
自己インダクタンスL(H)は、
L=Nφ/i=1000×8×10^-4/0.2=4(H)


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2011年8月10日 (水)

絶縁抵抗測定

◆法規「絶縁抵抗測定に関する問題」

つぎの絶縁抵抗測定に関する記述で誤っているのはどれか。

1.絶縁抵抗は絶縁物に電極を取り付け、交流電圧を印加したときに流れる
電流で、そのとき加えた電圧を割った値である
2.絶縁物を流れる電流には、絶縁物の中を流れる電流と表面を流れる電流がある
3.絶縁抵抗計のアース端子とライン端子を逆に接続すると誤差を生じる
4.ケーブルなどの静電容量の大きなものの測定時には、1分経過後の値を読む
5.絶縁抵抗の値は、周囲の温度や湿度、塵埃の付着状態によって著しく
変わるので、測定時にはこれらのデータを合わせて記録する


解答

1.


解説

絶縁抵抗は絶縁物に電極を取り付け、直流電圧を印加したときに流れる
電流で、そのとき加えた電圧を割った値である。

絶縁物を流れる電流には、絶縁物の中を流れる電流と表面を流れる電流がある、
絶縁物の中を流れる電流による抵抗を体積抵抗といい、
表面を流れる電流による抵抗を表面抵抗という。


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2011年8月 9日 (火)

温度測定

◆機械「温度測定に関する問題」

次の温度計のうち、ゼーベック効果を利用して温度を測定する方式の
温度計はどれか。

1.白金抵抗温度計
2.サーミスタ温度計
3.熱電温度計
4.放射温度計
5.光高温計

解答

解説

【熱電温度計】
2種類の金属線を組合わせたものを熱電対といい、これを用いた温度計を
熱電温度計という。
熱電対(ねつでんつい)を利用した温度計。導体の組み合わせにより種々あるが、
構造が比較的簡単で、かつじょうぶなので、低温より高温まで測定可能である。
熱電対温度計。
幅広い温度領域で 0.1 K 程度までの精度での測定が可能。
熱電対を用いた温度測定を行う際には、接点部分が温度を測るべき位置に
あることを確認し、素線でない部分に温度勾配がないかよくチェックする
必要がる。

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2011年8月 8日 (月)

水力発電

◆電力「水力発電に関する問題」

次に示す水路の設備の中で、負荷の急変による水圧管路内の衝撃を吸収する
働きをするものはどれか。

1.取水口
2.沈砂池
3.導水路
4.水槽
5.放水路


解答

4.


解説

水槽
導水路と水圧管路との接続部に設けられるもので、
ヘッドタンクとサージタンクがある。
ヘッドタンクは無圧水路に用いられ、負荷の急変による流量の
調節や流水中の土砂、漂流物を取り除く働きをする。
サージタンクは圧力水路に用いられ、
負荷の急変による水圧管路内の衝撃を吸収したり、流量の調整を行う。


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2011年8月 3日 (水)

電位

◆理論「電位に関する問題」

次の電界内の電位に関する記述の中で誤っているのはどれか。

1.実用上大地の電位をゼロ電位として、これを基準にしている
2.電界内のすべての点の電位を計算し、電位が等しい点を結んでできる
一つの面を等電位面と呼ぶ
3.等電位面と電気力線とはつねに垂直に交わっている
4.等電位面同士は決して交わることがない
5.電位と電位差は座標で決まる値と方向を持つベクトルである


解答

解説

電位と電位差は電界内の座標だけで決まる値を持ち、
電界の強さがベクトルであるのに対して、
方向には無関係なスカラーである。


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2011年8月 2日 (火)

事業用電気工作物

◆法規「事業用電気工作物に関する問題」

つぎのうち事業用電気工作物に含まれないものはどれか。

1.高圧の電気を受電する需要家
2.10(KW)の太陽電池発電設備
3.構外配電路を持つ需要家
4.火薬類を製造する事業場
5.特別高圧の電気を受電する需要家

解答

2.


解説

一般用電気工作物に設置される小出力発電設備とは、
つぎの1~4に掲げるものをいう。
ただし、これら4種類のいずれかを組み合わせて設置したときの出力合計が
20(KW)以上になる場合は、小出力発電設備の対象外となる。
1.太陽電池発電設備であって出力20(KW)未満のもの
2.風力発電設備であって出力20(KW)未満のも
3.水力発電設備であって出力10(KW)未満のもの(ダムを伴うものを除く)
4.内燃力を原動力とする火力発電設備であって出力10(KW)未満のもの

したがって、一般用電気工作物とは、主に一般住宅や商店などの
電気設備であって、低圧受電のものおよび小出力発電設備であり、
その他のものは、事業用電気工作物となる。

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2011年8月 1日 (月)

誘導電動機

◆機械「誘導電動機に関する問題」

周波数60(Hz)で使用している6極の三相誘導電動機が、
回転数1140(rpm)で運転しているときの滑りは何%か。

解答

5(%)

解説

同期速度Ns
Ns=120×60/6=1200(rpm)

滑りs
s=(1200-1140)/1200=0.05=5(%)


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