電気工事士になろう: 4月 2019

2019年4月26日金曜日

第二種電気工事士　平成24年下期　問2　交流回路　RL直列回路

交流回路　RL直列回路

『平成29年下期　問2』と全く同じ問題です。　そちらをご覧ください。

第二種電気工事士　計算問題　目次

『平成23年上期　問1』と同じ問題です。ただし、Aの長さとBの長さが異なります。

＊A：B=20／0.8×0.8：40／1.6×1.6　の比率の計算をします。第二種電気工事士は電卓が使用できませんので、紙の上で計算します。２桁の二乗の計算は時間がかかりますから、同じ数を掛け合わせて演算を行う方が早くて計算間違いが少ないです。

第二種電気工事士　計算問題　目次

第二種電気工事士　平成25年下期　問2　交流回路　XL=ωL

交流回路　XL=ωL

＊『平成30年上期　問2』と全く同じ問題ですので、そちらをご覧ください。

第二種電気工事士　計算問題　目次

2019年4月24日水曜日

第二種電気工事士　平成26年上期　問2　直流回路　合成抵抗

直流回路　合成抵抗

平成30年下期　問1　と同じ問題です。

第二種電気工事士　計算問題　目次

2019年4月23日火曜日

第二種電気工事士　平成26年下期　問2　直流回路　合成抵抗

直流回路　合成抵抗

＊右の2個の4[Ω]の並列回路部分を計算して回路図を書き換えます。

＊合成抵抗は4[Ω]で電流は4[A]

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2019年4月22日月曜日

第二種電気工事士　平成27年上期　問2　交流回路　RL並列回路

交流回路　RL並列

＊RLの並列回路は、掛かる電圧が同じなので　電圧を基準　にしたベクトル図で考えます。

（・は省略しています）

＊直列接続、並列接続とも、『コイルに流れる電流は、掛かる電圧よりも90°遅れる』と暗記します。

＊力率は電力の計算なので、電力まで計算したベクトル図を描いています。

電圧基準（電圧は同じ）なので、Iの数値だけで 6／10＝0.6＝60[％] と回答して正解ですが、

正確には　Pの数値の 144／240＝0.6＝60[％] 　です。

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第二種電気工事士　平成27年下期　問2　交流回路　XL=ωL

交流回路　XL=ωL

＊『平成30年上期　問2』と全く同じ問題ですので、そちらをご覧ください。

*電気を学習していくと、『インダクタンス』をはじめ、『リアクタンス』、『キャパシタンス』など聞き慣れないことばが多く出てきますので、少し整頓しておきます。

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2019年4月21日日曜日

第二種電気工事士　平成28年上期　問2　交流回路　RL直列回路

交流回路　RL直列回路

＊合成抵抗や電圧（並列回路の場合は電流）や力率は、三平方の定理から求めたいため、まず約分します。右図、⃞で囲んだ数字は約分した数字です。　⃝で囲った数字は 3：4：5 の直角三角形の比率です。

＊インピーダンスZは 20[Ω]と求められるので、流れる電流は 10[A]と求められ、抵抗Rに掛かる電圧は 120[V]と求めることができます。

＊電圧もベクトル和になります。

　　　電源電圧＝√〔(Rに掛かる電圧)^2+(XLに掛かる電圧)^2 〕です。

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第二種電気工事士　平成28年下期　問2　直流回路　合成抵抗

直流回路　合成抵抗

＊S1が短絡しているので、このS1の並列部分の30Ωには電流は流れません。

＊S2が解放されていて回路が成り立っていないので、このS2の手前の30Ωには電流が流れません。

＊赤線以外のところは電流が流れませんので、60Ωが正解です。

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2019年4月19日金曜日

第二種電気工事士　平成29年上期　問2　交流回路　力率

交流回路　力率

＊力率の計算問題もベクトルで考えると簡単に解くことができます。

＊この問題で与えられた数値をベクトルで描きます。（・省略）

＊　力率＝cosθ ＝有効に使われた電力／供給した電力＝消費電力／皮相電力　

　・電力会社から見ると無効電力が小さいほど利益率が良いということです。

＊無効電力は、モーターや変圧器を動かすのに必要なものです。

　・力率計算は誘導電動機（交流モーター）の試験問題にも出題されます。

　・『省エネ』という言葉からは消滅してしまう無効電流を減らしたいという電力会社の思惑も感じます。

＊『力率』は電力計算で使用される定義ですので、Ｉを乗じていますが、RL直列回路だからＩは全て同じ数字ですので、計算上はcosθ＝180／204となります。

＊与えられた数字のままではなく、180／(200+4)≒0.9より少し小さい　と解くこともできます。

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第二種電気工事士　平成29年下期　問2　交流回路　RL直列回路

交流回路　RL直列回路

＊抵抗とコイルの合成抵抗インピーダンス Z は、ベクトルの和です。

↓

　回路に流れる電流は　I=V／Z=100／10=10[A]

↓

　抵抗 8[Ω]に掛かる電圧は　VR=IR=10×8=80[V]

↓

　コイル 6[Ω]に掛かる電圧は　VL=IR=10×6=60[V]

＊合成抵抗インピーダンスＺも、それに掛かる電圧Ｖもベクトルの和になります。
　手前から（RL直列回路に）『流れる電流』と『掛かる電圧』と『インピーダンスZ』のベクトル図です。黄色い軸で繋がっている部分が『原点 0 』です。

（ベクトルを表す文字の上の・は省略しています）

＊RL直列回路は、RとXLに流れる電流が同じですので電流基準でベクトル図を描きます。

第二種の試験には出題されませんが、RL並列回路の場合は流れる電流が異なり、掛かる電圧が同じになりますので、電圧基準でベクトル図を描くことになります。

＊直列回路（電流基準）並列回路（電圧基準）とも、抵抗Rは常に正の実数軸上に取ることになります。

＊6と8は頻繁に問題に出る数字です。約分すると 3と4 です。 3と4 の平方根は 5 ですから、2(3:4:5)=6:8:10 になります。3:4:5 の倍数になる数字を使用しての計算問題は多いです。 4(3:4:5)=12:16:20 もよく出てくる数字です。

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2019年4月17日水曜日

第二種電気工事士　平成30年上期　問2　交流回路　XL=ωL

交流回路　XL=ωL

＊ XL=ωL＝2π f L （オメガエル＝2パイエフエル）の暗記が必要です。πは3.14、f は周波数、Lはコイルのインダクタンスです。公式に当てはめて計算することで、インダクタンスL≒0.053[H](ヘンリー)＝53[mH](ミリヘンリー)と求められますが、この問題ではインダクタンスもπも変化しませんので、変化する周波数の比率を電流値に乗じて、変化する電流値を求める方法で計算を行うべきです。

＊コイルのリアクタンスとインダクタンスについては、そんじょそこらの電気工事士が多少調べても理解などできません。コイルの性質として、交流電流を流れにくくする、コイルに流れる交流電流は電圧よりも90°（π／2[rad]）遅れる、くらいの知識をもっていれば良いと思います。

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2019年4月16日火曜日

第二種電気工事士　平成30年下期　問2　交流回路　RL直列回路

交流回路　RL直列回路回路

＊青①、赤②、緑③　の順番に計算して解くのですが、青①部分に時間がかかります。青①部分は、ベクトルで計算することで時間短縮ができます。

＊この問題は『平成28年上期　問2』と全く同じ問題ですので、そちらをご覧ください。

●以下は第二種電気工事士の問題を解くには必要のない知識ですが、第一種、電験三種と目指す方には非常に有効な計算方法ですので紹介しておきます。
少しレベルが高いですが、日本電気技術者協会の『ベクトルの複素数表現と、複素数による合成計算例』で説明を聞くことができます。全て理解せずとも『複素平面は便利』ということが分かります。

＊数学では i を使う複素数の計算ですが、電気では j を使用します。第二種の試験でも、XL=ωLという公式が出てきますので、XL=ωL＝jωLということに、今のうちから馴染んでおくと、便利に使えます。薄く小ぶりな空色の文字は問題には関係ありません、実数軸のマイナス方向、マイナスの虚数軸を表すために数字を入れてみました。

＊横は実数軸、縦は虚数軸です。抵抗値は常に実数軸上にあります。コイルのリアクタンスは虚数軸+側に取ります。合成インピーダンスは、ベクトル和ですが、12+j16 のまま計算を進めることが可能です。第一種を含めた電気工事士の試験では、ベクトル和の算出ができれば問題が解けますが、この複素平面が理解できれば、電験三種の困難な問題にも立ち向かえます。

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2019年4月15日月曜日

第二種電気工事士　平成21年全期　問1　直流回路　電位差

直流回路　電位差

＊平成25年上期　問1 　平成29年下期　問1　の問題と同じ図柄で、29年下期の40Ωと60Ωが20Ωと30Ωに変更になっていること以外は全て同じですので、そちらの解説をご覧ください。

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2019年4月14日日曜日

第二種電気工事士　平成23年上期　問1　直流回路　抵抗率

*上図には、分母にπ（パイ＝円周率）が抜けております。上図を書きなおすまでこのまま使用します。この問題については、計算上は不要な物なので、このまま書き直さない可能性もあります。

＊A：B=40／0.8×0.8：20／1.6×1.6　の比率の計算をします。第二種電気工事士は電卓が使用できませんので、紙の上で計算します。２桁の二乗の計算は時間がかかりますから、同じ数を掛け合わせて演算を行う方が早くて計算間違いが少ないです。

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2019年4月13日土曜日

第二種電気工事士　平成23年下期　問1　直流回路　抵抗率

【問題】平成23年度第二種電気工事士下期筆記試験

【解答】平成23年度第二種電気工事士下期筆記試験
直流回路　抵抗率

＊イ　抵抗値 R = ρ・L／A なので、長さLに比例します。

＊ロ　断面積 A は、π(D／2)^2 なので、電線の抵抗は、D^2 に反比例します。

＊ハ　温度が高くなると、抵抗率が上昇し、許容電流は減少します。

＊ニ　電線は、太くなるほど多くの電流を流すことができます。

＊ρは「ロー」といい、電気（電流）を流れにくくする係数です。温度によっても変化するので、20℃の時の測定値を使用しています。係数ですが、単位があり、[Ω・m]（オームメートル）を使用します。これに [m／㎡]（長さ／断面積）を乗ずると、[Ω] だけが残るような単位で表しています。

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第二種電気工事士　平成24年下期　問1　直流回路　電力

直流回路　電力

＊電力　P＝VI＝I^2・R＝V^2／R　です。

　　　『電力とは』については　平成26年下期　問1　を、ご覧ください。

＊　P＝VI　で求める場合は、流れる電流は10[A]であるということは問題の図を見てすぐに分かりますので、Rに掛かる電圧を求めます。

＊回路全体に流れる電流10[A]を並列部分に分流し、並列部分に掛かる電圧を求めます。全体の100[V]から求めた80[V]を引いた電圧20[V]がRに掛かる電圧です。P＝VIで求める場合には、Rの抵抗値が解らなくても、回答できます。

＊　P＝I^2・R　で求める場合は、Rの抵抗値を求めます。

＊　P＝V^2／R　で求める場合は、電圧と抵抗の両方を求めなければいけませんので、電流が解っているこの問題には適合しません。この公式を使用するのは、電流値が与えられない時や求めることができない時、また計算スピードを上げる時などに使用します。第1種電気工事士試験のときに出ることがあるくらいで、第２種電気工事士試験では必要ないと思います。

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