第二種電気工事士 過去問
令和3年度下期 午後
問4 (一般問題 問4)

１：×

２：×

３：×

４：○

消費電力はP=VIcosθの公式で求めることができます。

電流を求めるため式を変形すると以下の形になります。

I=P/V×cosθ

問題より、消費電力 P=2.0kW=2000W、電圧200V、力率80%を代入すると

I=2000/(200×0.8)=12.5[A]ですので、4が正解となります。

この問題は出題科目「電気の基礎理論」からの出題です。

この問題では下記の知識を求められています。

＜必要知識＞

◯単相交流回路の有効電力の式を理解し、その式から電流値を求めることができる。

この必要知識に伴う計算式は下記です。

＜必要計算式＞

・有効電力P［W］

＝皮相電力S［V・A］× 力率

＝V × I × cosθ

有効電力P［W］は、負荷で実際に消費される消費電力です。

皮相電力S［V・A］は、交流電源から送られる理論上の電力です。

それでは上記の必要知識及び計算式を使って問題を解いていきます。

この回路の有効電力は、

有効電力＝２.０kW ＝２００V × I × ８０％

よってこの回路の電流値は、

I＝２.０kW ／（２００V × ８０％）＝１２.５A

正解は１２.５になります。

本問題は、電力と力率の関係の問題です。

負荷に掛かる電力 S [W]は、電圧 V [V] と電流 I [A]の掛け算で表され皮相電力と言います。

S [W] ＝ V [V] × I [A] ＝ V･I [W] です。

実際には皮相電力 Sがそのまま負荷に掛かることはなく、有効電力 P [W] として、力率 cosθ [％]が掛かって次のように表されます。

P [W] ＝ S [W] × cosθ [％]

したがって、式を整理すると、

P [W] ＝ V･I [W] × cosθ [％] ＝ 200 [V] × I [A] × 0.8

Pは2.0 kW ですので、求める電流値は、

I [A] ＝ (2.0 ×10³) [W]／(200 [V] × 0.8)

＝ 10／0.8 [A]

＝ 12.5 [A]

です。

1. 基本の式を確認します。
  W = V×I ×cosφ

  ここで、
  ・cosφ は力率を表します。

2. 与えられた値を整理します。
  ・W = 2000 W
  ・V = 200 V
  ・cosφ = 0.8

3. 式を変換して、値の代入を行います。
  I = W / (V × cosφ)
  I = 2000 / (200 × 0.8)
  I = 2000 / 160 = 12.5 [A]

求める電流は12.5 [A]となります。