電験三種 令和7年度(2025) 上期 理論 問15(a) 過去問解説
図のように,相電圧200 Vの対称三相交流電源に,複素インピーダンス $\dot{Z} = 5\sqrt{3} + \mathrm{j}5$ [Ω]の負荷がY結線された平衡三相負荷を接続した回路がある。次の(a)及び(b)の問に答えよ。
(a) 電流 $\dot{I}_1$ の値[A]として,最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

- (1) $20.00\angle -\dfrac{\pi}{3}$
- (2) $11.55\angle -\dfrac{\pi}{3}$
- (3) $16.51\angle -\dfrac{\pi}{6}$
- (4) $20.00\angle -\dfrac{\pi}{6}$
- (5) $11.55\angle -\dfrac{\pi}{6}$
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正解は(2)
使う公式
Y結線の相電圧 $\dot{V}_{\text{相}} = \dfrac{V_{\text{線間}}}{\sqrt{3}}\angle\left(-\dfrac{\pi}{6}\right)$(大きさは $\dfrac{1}{\sqrt{3}}$、向き(位相)は $\dfrac{\pi}{6}$ 遅れる)
インピーダンスの大きさと角度 $|\dot{Z}| = \sqrt{R^2 + X^2}$
電流 $\dot{I} = \dfrac{\dot{V}}{\dot{Z}}$(割り算では、大きさは割り、角度は引く)
解説
【考え方】負荷はY結線です。1相分の電圧を、1相のインピーダンスで割ると、線電流 $\dot{I}_1$ になります。
■1 Y結線の1相の電圧
a−b間の線間電圧 $200\angle 0$ から、Yの1相の電圧を出します。
大きさ $\dfrac{200}{\sqrt{3}} \fallingdotseq 115.5\,\mathrm{V}$
位相(向き) $-\dfrac{\pi}{6}$
■2 インピーダンスを大きさと角度で表す
$5\sqrt{3}$ と 5 の直角三角形です。角度は $\dfrac{\pi}{6}$ です。
$|\dot{Z}| = \sqrt{(5\sqrt{3})^2 + 5^2} = \sqrt{75 + 25} = 10\,\Omega$
$\tan\theta = \dfrac{5}{5\sqrt{3}} = \dfrac{1}{\sqrt{3}}$ なので $\theta = \dfrac{\pi}{6}$
$\dot{Z} = 10\angle\dfrac{\pi}{6}\,\Omega$
■3 電流を求める
大きさは割り算、角度は引き算です。電流は、相電圧からさらに $\dfrac{\pi}{6}$ 遅れます。
$\dot{I}_1 = \dfrac{115.5\angle -\dfrac{\pi}{6}}{10\angle \dfrac{\pi}{6}}$
大きさ $\dfrac{115.5}{10} = 11.55\,\mathrm{A}$
角度 $-\dfrac{\pi}{6} - \dfrac{\pi}{6} = -\dfrac{\pi}{3}$
$\dot{I}_1 = 11.55\angle -\dfrac{\pi}{3}\,\mathrm{A}$
答えは(2)ピヨ。
$5\sqrt{3}$ と 5 の直角三角形です。角度は $\dfrac{\pi}{6}$ です。
$|\dot{Z}| = \sqrt{(5\sqrt{3})^2 + 5^2} = \sqrt{75 + 25} = 10\,\Omega$
$\tan\theta = \dfrac{5}{5\sqrt{3}} = \dfrac{1}{\sqrt{3}}$ なので $\theta = \dfrac{\pi}{6}$
$\dot{Z} = 10\angle\dfrac{\pi}{6}\,\Omega$
■3 電流を求める
大きさは割り算、角度は引き算です。電流は、相電圧からさらに $\dfrac{\pi}{6}$ 遅れます。
$\dot{I}_1 = \dfrac{115.5\angle -\dfrac{\pi}{6}}{10\angle \dfrac{\pi}{6}}$
大きさ $\dfrac{115.5}{10} = 11.55\,\mathrm{A}$
角度 $-\dfrac{\pi}{6} - \dfrac{\pi}{6} = -\dfrac{\pi}{3}$
$\dot{I}_1 = 11.55\angle -\dfrac{\pi}{3}\,\mathrm{A}$
答えは(2)ピヨ。
出典:令和7年度(2025) 上期 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)