電験三種 平成22年度(2010) 機械 問17(a) 過去問解説

問17(a) 《照明(配光のある光源の水平面照度)》
(選択問題:問17または問18のどちらか1問を解く) 図に示すように,床面上の直線距離 3[m]離れた点O及び点Qそれぞれの真上 2[m]のところに,配光特性の異なる2個の光源A,Bをそれぞれ取り付けたとき,$\overline{\mathrm{OQ}}$ 線上の中点Pの水平面照度に関して,次の(a)及び(b)に答えよ。 ただし,光源Aは床面に対し平行な方向に最大光度 $I_0$[cd]で,この $I_0$ の方向と角 $\theta$ をなす方向に $I_{\mathrm{A}}(\theta) = 1\,000\cos\theta$[cd]の配光をもつ。光源Bは全光束 5 000[lm]で,どの方向にも光度が等しい均等放射光源である。 (a) まず,光源Aだけを点灯したとき,点Pの水平面照度[lx]の値として,最も近いのは次のうちどれか。
問17(a)の図
  1. (1) 57.6
  2. (2) 76.8
  3. (3) 96.0
  4. (4) 102
  5. (5) 192
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正解は(2)
使う公式
水平面照度 $E = \dfrac{I}{r^2}\cos\beta$(E:照度[lx]、I:その向きの光度[cd]、r:距離[m]、β:真下の向きと光の向きの角)
解説
【考え方】まず点Pまでの距離と角度を出します。光源Aは向きで光度が変わるので、Pへ向かう向きの光度を求めます。 ■1 距離 解説の図 O から P まで 1.5 m、高さ 2 m です。 A から P までは $\sqrt{1.5^2 + 2^2} = \sqrt{2.25 + 4} = \sqrt{6.25} = 2.5\,\mathrm{m}$ ■2 Pへ向かう光度 θ は水平の向きからの角です。水平 1.5 m、斜め 2.5 m なので $\cos\theta = \dfrac{1.5}{2.5} = 0.6$ $I_{\mathrm{A}} = 1\,000 \times 0.6 = 600\,\mathrm{cd}$ ■3 水平面照度 真下の向きとの角 β は、高さ 2 m、斜め 2.5 m なので $\cos\beta = \dfrac{2}{2.5} = 0.8$ $E_{\mathrm{A}} = \dfrac{600}{2.5^2} \times 0.8 = \dfrac{600}{6.25} \times 0.8 = 76.8\,\mathrm{lx}$ 答えは(2)ピヨ。
出典:平成22年度(2010) 第三種電気主任技術者試験(電気技術者試験センター)機械 問17(a)