第二種電気工事士 平成29年度(2017) 下期 問3 過去問解説
抵抗率 $\rho$[Ω・m],直径 $D$[mm],長さ $L$[m]の導線の電気抵抗[Ω]を表す式は。
- イ $\dfrac{\rho L^2}{\pi D^2} \times 10^6$
- ロ $\dfrac{4 \rho L}{\pi D^2} \times 10^6$
- ハ $\dfrac{4 \rho L}{\pi D} \times 10^6$
- ニ $\dfrac{4 \rho L^2}{\pi D} \times 10^6$
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正解はロ
使う公式
電線の抵抗 $R = \rho \dfrac{L}{A}$(R:抵抗[Ω]、ρ:抵抗率[Ω・m]、L:長さ[m]、A:断面積[$\mathrm{m^2}$])
円の面積 $A = \dfrac{\pi D^2}{4}$(D:直径)
解説
【考え方】直径を mm から m に直して断面積を出し、$R = \rho \dfrac{L}{A}$ に入れます。
■1 式の意味
電線の抵抗は、長さ L に比例し、断面積 A に反比例します。
抵抗率 ρ(ロー)は、材料の電気の通しにくさです。
■2 断面積を m² で表す
ρ の単位は Ω・m なので、長さは m にそろえます。
直径 D[mm]を m に直すと $D \times 10^{-3}$
$A = \dfrac{\pi (D \times 10^{-3})^2}{4}$
$(10^{-3})^2 = 10^{-6}$ なので
$A = \dfrac{\pi D^2}{4} \times 10^{-6}\,\mathrm{m^2}$
■3 入れて整理する
$R = \rho L \div \left(\dfrac{\pi D^2}{4} \times 10^{-6}\right)$
$\dfrac{\pi D^2}{4}$ でわるのは、$\dfrac{4}{\pi D^2}$ をかけるのと同じです。
$10^{-6}$ でわるのは、$10^6$ をかけるのと同じです。
$R = \dfrac{4 \rho L}{\pi D^2} \times 10^6$
答えは(ロ)ピヨ。
出典:平成29年度(2017) 第二種電気工事士試験(電気技術者試験センター)下期 筆記試験 問3