電験三種 平成25年度(2013) 理論 問15(a) 過去問解説
図1のように,周波数 50[Hz],電圧 200[V]の対称三相交流電源に,インダクタンス 7.96[mH]のコイルと 6[Ω]の抵抗からなる平衡三相負荷を接続した交流回路がある。次の(a)及び(b)の問に答えよ。
(a) 図1において,三相負荷が消費する有効電力 $P$[W]の値として,最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

- (1) 1 890
- (2) 3 280
- (3) 4 020
- (4) 5 680
- (5) 9 840
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正解は(4)
使う公式
誘導性リアクタンス $X = 2\pi f L$(X:コイルの交流での抵抗[Ω]、f:周波数[Hz]、L:インダクタンス[H])
三相の有効電力 $P = 3RI^2$(P:有効電力[W]、R:1相の抵抗[Ω]、I:線電流[A])
解説
【考え方】負荷は Y 結線(星の形)なので、1相分の回路を取り出して考えます。1相にかかる電圧は、線間電圧の $\dfrac{1}{\sqrt{3}}$ です。
■1 数字を整理する
f=50 Hz、線間電圧=200 V、R=6 Ω
L=7.96 mH=$7.96 \times 10^{-3}$ H
■2 1相のインピーダンス
$X = 2\pi \times 50 \times 7.96 \times 10^{-3} \fallingdotseq 2.5\,\Omega$
$Z = \sqrt{6^2 + 2.5^2} = \sqrt{42.25} = 6.5\,\Omega$
■3 電流
1相の電圧は $\dfrac{200}{\sqrt{3}} \fallingdotseq 115.5\,\mathrm{V}$ です。
$I = \dfrac{115.5}{6.5} \fallingdotseq 17.77\,\mathrm{A}$
■4 電力
電力を使うのは抵抗だけです。
$P = 3 \times 6 \times 17.77^2 \fallingdotseq 5\,680\,\mathrm{W}$
答えは(4)ピヨ。
$X = 2\pi \times 50 \times 7.96 \times 10^{-3} \fallingdotseq 2.5\,\Omega$
$Z = \sqrt{6^2 + 2.5^2} = \sqrt{42.25} = 6.5\,\Omega$
■3 電流
1相の電圧は $\dfrac{200}{\sqrt{3}} \fallingdotseq 115.5\,\mathrm{V}$ です。
$I = \dfrac{115.5}{6.5} \fallingdotseq 17.77\,\mathrm{A}$
■4 電力
電力を使うのは抵抗だけです。
$P = 3 \times 6 \times 17.77^2 \fallingdotseq 5\,680\,\mathrm{W}$
答えは(4)ピヨ。
出典:平成25年度(2013) 第三種電気主任技術者試験(電気技術者試験センター)理論 問15(a)