電気工学等 (電気理論・電気機器・電力)

正解: 4. 約 5.03 kHz

解説: 「約 5.03 kHz」が最も近い値です。RLC 直列回路は、誘導性リアクタンス ωL と容量性リアクタンス 1/(ωC) が等しくなる角周波数で共振します。ωL = 1/(ωC) から ω0 = 1/√(LC)、共振周波数は f0 = ω0/(2π) = 1/(2π√(LC))…

関連キーワード: RLC直列回路・直列共振・共振周波数・角周波数

正解: 2. 約 63.2 V

解説: 「約 63.2 V」が最も近い値です。RC 直列回路の時定数は τ = RC で、R = 2 kΩ = 2×10³ Ω、C = 50 μF = 50×10⁻⁶ F を代入すると τ = 2×10³ × 50×10⁻⁶ = 0.1 s です。電荷のないコンデンサを直流電圧 E で充…

関連キーワード: 過渡現象・時定数・RC回路・充電

正解: 1. 約 0.50 mWb

解説: 「約 0.50 mWb」が最も近い値です。磁気回路は電気回路のオームの法則に対応し、起磁力 F = NI が電圧、磁束 Φ が電流、磁気抵抗 Rm が抵抗にあたって Φ = F/Rm となります。磁気抵抗は Rm = l/(μ0 μr S) です。代入すると μ0 μr S = …

関連キーワード: 磁気回路・磁気抵抗・起磁力・比透磁率・磁束

正解: 3. 約 3.46 kvar

解説: 「約 3.46 kvar」が最も近い値です。二電力計法は、三相3線式の 2 本の線に電流コイルを入れた 2 台の単相電力計で三相の電力を測る方法で、有効電力は P = W1 + W2 です。負荷が平衡していれば、線間電圧を V、線電流を I、力率角を θ として W1 = VI …

関連キーワード: 二電力計法・三相電力・無効電力・電気計測

正解: 3. 約 27.5 kA

解説: 「約 27.5 kA」が最も近い値です。まず二次側の定格電流を三相の式で求めると、In = P/(√3 V) = 500×10³ ÷ (1.732 × 210) ≈ 1,375 A です。百分率インピーダンス %Z は、定格電流を流したときに変圧器のインピーダンスで生じる電圧降下…

関連キーワード: 百分率インピーダンス・三相短絡電流・定格電流・変圧器

正解: 1. 約 473 kV·A

解説: 「約 473 kV·A」が最も近い値です。並行運転する変圧器は、共通の基準容量に換算したインピーダンスに反比例して負荷を分担します。自己容量基準の %Z を基準容量 Pb に換算すると %Z × Pb/Pn になるので、分担は「定格容量 Pn ÷ %Z」に比例します。A は 50…

関連キーワード: 変圧器・並行運転・負荷分担・百分率インピーダンス

正解: 2. 約 19.2 kW

解説: 「約 19.2 kW」が最も近い値です。誘導電動機では、固定子から回転子へ渡る二次入力 P2 が、すべり s に比例する二次銅損 Pc2 = s P2 と、残りの機械的出力 Po = (1 − s) P2 に分かれます。三つの比は P2 : Pc2 : Po = 1 : s : …

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正解: 4. 約 90 V

解説: 「約 90 V」が最も近い値です。正弦波の実効値 V と最大値 Vm の関係は Vm = √2 V です。全波整流では負の半周期も正の向きに折り返されるので、出力電圧の平均値は Vd = 2Vm/π = (2√2/π) V ≈ 0.90 V となります。V = 100 V を代入…

関連キーワード: 整流回路・単相全波整流・平均値・パワーエレクトロニクス

正解: 3. 約 40.9 %

解説: 「約 40.9 %」が最も近い値です。発電端熱効率 η は、発電機の端子で得た電力量を、燃料の発熱量 (入熱) で割った値です。1 kWh = 3,600 kJ を使うと、η = 3,600 P / (B H) (P: 発電端出力 kW、B: 燃料消費量 kg/h、H: 発熱量 …

関連キーワード: 発電端熱効率・汽力発電・所内比率・発熱量

正解: 3. 18 倍

解説: 「18 倍」が正しい値です。風車が風から取り出せる出力は、単位時間に受風面を通過する空気の運動エネルギーにパワー係数 Cp を掛けたもので、P = ½ Cp ρ A v³ (ρ: 空気密度、A: 受風面積、v: 風速) と表せます。運動エネルギー ½ m v² のうち、単位時間に…

関連キーワード: 風力発電・風車の出力・受風面積・風速の3乗

正解: 4. 約 200.33 m

解説: 「約 200.33 m」が最も近い値です。支持点の高さが等しい径間 S の電線は、たるみを放物線で近似すると、たるみ D = W S² / (8 T)、実長 L = S + 8 D² / (3 S) で求められます (W: 単位長さあたりの重量、T: 水平張力)。T = 20 k…

関連キーワード: たるみ・電線の実長・架空電線・水平張力

正解: 2. 160 V

解説: 「160 V」が最も近い値です。単相 3 線式では、中性線が健全であれば、外線と中性線の間の各負荷に 100 V ずつかかります。中性線が断線すると、10 Ω と 40 Ω の負荷が、外線 a と外線 b の間の 200 V に直列につながった回路になります。電流は I = 20…

関連キーワード: 単相3線式・中性線の断線・電圧の不平衡・直列回路

正解: 1. バンク容量 3,000 kVA 以上 10,000 kVA 未満の変圧器では、変圧器内部故障に対して自動遮断装置又は警報装置を施設する。

解説: 「バンク容量 3,000 kVA 以上 10,000 kVA 未満の変圧器では、…自動遮断装置又は警報装置を施設する」が不適当です。電気設備の技術基準の解釈 第43条 (経済産業省の内規。電技省令第44条第2項を具体化したもの) の 43-1 表は、変圧器内部故障に対する保護装置…

根拠・参照資料: 電気設備に関する技術基準を定める省令第44条第2項

関連キーワード: 特別高圧の変圧器・保護装置・変圧器内部故障・調相設備・他冷式

正解: 1. 発電機の内部に故障を生じた場合は、容量 2,000 kVA 以上の発電機が対象となる。

解説: 「発電機の内部に故障を生じた場合は、容量 2,000 kVA 以上の発電機が対象となる」が不適当です。電気設備の技術基準の解釈 第42条 (経済産業省の内規。電技省令第44条第1項を具体化したもの) は、発電機を自動的に電路から遮断する装置が必要な場合を号ごとに定めており、内部故…

根拠・参照資料: 電気設備に関する技術基準を定める省令第44条第1項

関連キーワード: 発電機の保護装置・自動遮断・内部故障・圧油装置

正解: 4. 変圧器の使用電圧が 170,000 V を超える変電所では、遠隔断続監視制御方式によることができる。

解説: 「変圧器の使用電圧が 170,000 V を超える変電所では、遠隔断続監視制御方式によることができる」が不適当です。電気設備の技術基準の解釈 第48条 (経済産業省の内規。電技省令第46条第2項を具体化したもの) の 48-1 表は、技術員が常時監視をしない変電所に使える監視制御…

根拠・参照資料: 電気設備に関する技術基準を定める省令第46条第2項

関連キーワード: 常時監視をしない変電所・監視制御方式・遠隔常時監視制御方式・断続監視制御方式

正解: 2. 0.5 dB/km

解説: 「0.5 dB/km」が最も近い値です。電力の損失をデシベルで表すと、損失 [dB] = 10 log₁₀ (P1 / P2) (P1: 送端の電力、P2: 受端の電力) です。P1 = 10 mW、P2 = 1 mW を代入すると、10 log₁₀ 10 = 10 dB となり…

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