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2011年9月30日 (金)

電熱

◆機械「電熱に関する問題」

定格電圧100(V)で1分間に、8640(cal)の熱量を発生する
電熱器がある。
これを定格電圧で使用するとき、その使用状態での抵抗値を求めなさい。


解答

16.6(Ω)


解説

1分間の発熱量を毎分に換算した電力P(W)は、
P=(8640/60)/0.239=602.5(W)

抵抗R(Ω)は、
P=VI=V・(V/R)
R=V^2/P=100^2/602.5=16.6(Ω)


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2011年9月26日 (月)

所要電線量

◆電力「所要電線量に関する問題」

送電電力、負荷の力率、送電距離、電力損失および線間電圧が等しいとき、
三相3線式による場合の所要電線量は、単相2線式の何倍か。


解答

3/4 倍


解説
 
σ:比重
S:断面積
K=σρl^2(ρ:抵抗率)
l:恒長
中性線は外線と同じ太さ(P、cosθ、l、σ、wは一定)

電線量 単相2線式
2σlS1=2(K/R1)

電線量 三相3線式
3σlS3=3(K/R3)=(3/2)・(K/R1)

比較
{(3/2)・(K/R1)}/{2(K/R1)}=3/4


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2011年9月22日 (木)

無効電力

◆理論「無効電力に関する問題」

単相交流回路で電圧が
V=120+j60(V)
電流が
I=30+j20(A)
であるとき、
この回路の、無効電力(var)を求めなさい。

解答

602(var)


解説

皮相電力W=VI
W=(120+j60)×(30+j20)
=3600+j2400+j1800+1200
=2400+j4200

|W|=√(2400^2+4200^2)
=4873

電圧の位相θ1
θ1=atan(60/120)=26.6(deg)

電流の位相θ2
θ2=atan(20/30)=33.7(deg)

位相差θ=θ2-θ1=33.7-26.6=7.1

無効電力Q
Q=|W|×sinθ=4873×sin7.1=602(var)

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2011年9月20日 (火)

過電流遮断機

◆法規「過電流遮断機に関する問題」

電技において、電路中に過電流遮断機を設けてはならないのは、次の内どれか。

1.接地工事の接地線
2.低圧屋内配線の電源側電路
3.低圧屋内は線の分岐回路
4.火薬庫専用の電路
5.舞台、奈落、映写室の専用回路


解答

1.


解説

接地工事の接地線、多線式電路の中性線、高圧または特別高圧の電路との
混触による危険防止のため、低圧電路の一部に接地工事を施した
低圧架空電線路の接地線側電線の箇所には、過電流遮断機は施設しては
ならないと規定されている。
これらの回路は、過電流によって遮断されると、接地保護の意味がなく、
常に接地されていなければならない箇所である。

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2011年9月16日 (金)

単相変圧器の並行運転

◆機械「単相変圧器の並行運転に関する問題」

単相変圧器を並行運転するときの条件で誤っているのはどれか。

1.極性が合っていること
2.巻数比と一次二次の定格電圧が等しいこと
3.百分率インピーダンス降下が等しいこと
4.抵抗と漏れリアクタンスの比が等しいこと
5.相回転が等しいこと


解答


解説


単相変圧器を並行運転するときには、その容量に比例した負荷を分担し、
循環電流が流れないことが必要である。
設問の中で相回転は、単相変圧器には存在しないので誤りである。

(1)極性が合致すること。
(2)巻数と定格電圧が等しいこと。
(3)抵抗と漏れリアクタンスの比が等しいこと。
(4)百分率インピーダンス降下が等しいこと。
(5)三相式では角変位が等しいこと。
(6)三相式では相回転が等しいこと。

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2011年9月15日 (木)

火力発電所

◆電力「火力発電所に関する問題」

次次に挙げる、火力発電所の機器の内、ボイラ給水を煙道ガスの熱を回収して
加熱しボイラ効率を向上させる働きをする機器はどれか。

1.空気予熱器
2.節炭器
3.給水加熱器
4.過熱器
5.復水器


解答


解説
 
節炭器
ボイラの煙道部に設置し、ボイラ給水を煙道ガスの保有熱量で加熱させ、
熱回収を行いボイラ効率を高める。
熱効率の向上とともに、給水の貯蔵所、給水中の不純物の除去などの効果がある。

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2011年9月13日 (火)

導体に働く力

◆理論「導体に働く力に関する問題」

互いに2(m)の距離で正三角形の位置に置かれた3本の平行導線に、
それぞれ10(A)の直流電流を同一方向に流したとき、
各導線の単位長に働く力の大きさ(N/m)を求めなさい。


解答

1.73×10^-5

解説

F={(2I1・I2・L)/r}×10^-7

FA=FABCOSθ+FACCOSθ
=2FABCOSθ

FAB={(2×10×10×1)/2}×10^-7
=10^-5

FA=2×10^-5×cos30°
=2×10^-5×(√3/2)=1.73×10^-5


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2011年9月 9日 (金)

低圧架空引込線

◆法規「低圧架空引込線に関する問題」

低圧架空引込線に関する規制事項として、誤っているのは次の内どれか。

1.道路を横断する場合の電線の高さは、原則として路面上4(m)以上であること
2.横断歩道の上に施設する場合の電線の高さは、路面上3(m)以上であること
3.電線は、絶縁電線またはケーブルであること
4.電線の太さは、原則として2.6(mm)以上であること
5.電線の造営物の上部造営材との離隔距離は、上部造営材の上方においては、
原則として2(m)以上であること


解答

1.


解説

低圧架空引込線の施設
電線の太さと種類
・直径2.6[mm]の 硬銅絶縁導線 またはケーブル、
・屋外ようビニル絶縁電線の場合歯人が触れることのないよう施設
・ケーブルの場合はちょう架する
電線の高さ
・道路横断部は路面上5[m]以上
・鉄道・軌道横断は軌条面上5.5[m]以上
・横断歩道橋は、路面上3[m]以上
・その他は地表上4[m]以上

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2011年9月 8日 (木)

三相変圧器

◆機械「三相変圧器に関する問題」

定格出力10000(KVA)、変圧比66/6.6(KV)の三相変圧器
がある。力率100(%)の負荷で3(%)、力率80(%)の負荷で
8(%)の電圧変動率となる。
この変圧器の%抵抗および%リアクタンスを求めなさい。


解答
%抵抗
p=3(%)

%リアクタンス
9.3(%)


解説


ε=p・cosθ+q・sinθ
%抵抗
3=p×1+q×0
p=3(%)

%リアクタンス
8=p×0.8+q×0.6
8=3×0.8+q×0.6
q=8-(3×0.8)/0.6
=9.3(%)


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2011年9月 7日 (水)

直流送電

◆電力「直流送電に関する問題」

次の直流送電に関する記述として、誤っているのはどれか。

1.安定度の問題がないので長距離大電力の送電に適する。
2.周波数の異なる交流系統相互の連系ができる。
3.負荷設備には直流が適しているものが多いので有利である。
4.充電電流および誘電体損がないので、電力ケーブルの使用に適する。
5.電圧降下は抵抗分だけであるから少ない。


解答


解説
 
長所
最大電圧が小さく絶縁が容易である。
導体利用率がよく、電力あたりの電流が小さいため電圧降下・電力損失が小さい。
2条の導体で送電できる(大地を帰路とした場合は1条でも可能であるが電蝕や
通信への影響が大きいのでその対策が必要)。
交流の電力系統を分離でき、潮流調整が容易となる。
電線路のリアクタンスによる電圧降下や、静電容量によるフェランチ効果
(電圧上昇)が無い。

短所
大容量の直流遮断は難しい。交流は電流零点を有するため、
この点で電流を遮断する事が可能である。電力系統で使われる遮断器は
容量が大きいため遮断する段階での細工は必要である。一方直流は零点が
ないため、大容量の遮断器では零点を作る細工が必要である。通常は外部に
蓄えたエネルギーを逆電流として挿入するか、直流に自励振動の電流を
重畳させて零点を作るかする工夫が必要である。

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2011年9月 3日 (土)

電流の単位

◆理論「電流の単位に関する問題」

電流の単位はA(アンペア)であるが、その定義で正しいのはどれか。


1.標準電圧と標準抵抗から定める
2.2本の直線状導体間に働く力から定める
3.水を熱して、温度上昇から定める
4.コイルに生ずる磁束から定める
5.特に精度のよい指示電流計の比較により定める

解答

解説

電流の定義
単位時間に導体内の面を通過する電荷の量

I=ΔQ/Δt(A)

電流(でんりゅう) は、荷電粒子(通常は電子であるが正孔・イオンの
場合もある)の移動に伴う電荷の流れ、もしくはある面を単位時間に通過する
電荷の量のことである。狭義には,電位差によって引き起こされる荷電粒子の
流れのことを言う。電子の流れと逆向きが電流の向きと定義されている。
電流の大きさの国際単位系での単位はアンペア(A )で、
SI基本単位の一つである。量を表す記号は I または J が一般的である 。


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2011年9月 2日 (金)

高圧架空電線

◆法規「高圧架空電線に関する問題」

高圧架空電線が建造物と接近状態に施設された場合、
高圧架空電線と建造物造営材との最小離隔距離として、誤っているのはどれか。

1.上部造営材の上方においては、原則として2(m)
2.上部造営材の上方においては、電線がケーブルの場合は1(m)
3.上部造営材の側方または下方においては、原則とて1.2(m)
4.上部造営材の側方または下方において、電線に人が容易に触れる恐れが
ないように施設する場合は、1(m)
5.その他の造営材においては、原則として1.2(m)


解答

4.


解説

「低高圧架空電線と建造物との接近」により、
上部造営材の側方または下方においては1.2(m)、
電線に人が容易に触れるおそれがないように施設する場合は0.8(m)

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2011年9月 1日 (木)

加熱効率

◆機械「加熱効率に関する問題」

20(℃)の水5(L)を容器に入れ、1(kw)の電気コンロで加熱して、
水の温度を90(℃)に上昇させるために、30分を要したとすれば、
この湯沸し装置の効率は何%になるか。


解答

81.4(%)

解説


P1=(90-20)×(5×1000)=350000

P2=860×1000×0.5=430000

η=P1/P2=350000/430000=0.814=81.4(%)

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