電験三種 令和2年度(2020) 理論 問15(a) 過去問解説

問15(a) 《三相回路(Δ接続負荷の相電流)》
図のように,線間電圧(実効値)$200\,\mathrm{V}$ の対称三相交流電源に,1台の単相電力計 $\mathrm{W_1}$,$X = 4\,\Omega$ の誘導性リアクタンス3個,$R = 9\,\Omega$ の抵抗3個を接続した回路がある。単相電力計 $\mathrm{W_1}$ の電流コイルはa相に接続し,電圧コイルはb-c相間に接続され,指示は正の値を示していた。この回路について,次の(a)及び(b)の問に答えよ。 ただし,対称三相交流電源の相順は,a,b,cとし,単相電力計 $\mathrm{W_1}$ の損失は無視できるものとする。 (a) $R = 9\,\Omega$ の抵抗に流れる電流 $I_{\mathrm{ab}}$ の実効値[A]として,最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
問15(a)の図
  1. (1) 6.77
  2. (2) 13.3
  3. (3) 17.3
  4. (4) 23.1
  5. (5) 40.0
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正解は(2)
使う公式
Δ→Y の変換 $R_{\mathrm{Y}} = \dfrac{R_{\Delta}}{3}$(同じ抵抗3つなら、Y にすると3分の1) Δ の相電流 $I_{\mathrm{ab}} = \dfrac{I}{\sqrt{3}}$(I:線を流れる電流[A])
解説
【考え方】Δ(三角)につないだ抵抗を Y(星形)に置きかえると、1相分の回路で計算できます。 ■1 1相分の回路 解説の図 Δ の 9 Ω を Y にすると、$\dfrac{9}{3} = 3\,\Omega$ です。 1相は、4 Ω のリアクタンスと 3 Ω の抵抗の直列です。 $Z = \sqrt{3^2 + 4^2} = 5\,\Omega$ 相電圧は $\dfrac{200}{\sqrt{3}}\,\mathrm{V}$ です。 $I = \dfrac{200/\sqrt{3}}{5} \fallingdotseq 23.1\,\mathrm{A}$ ■2 Δ の中の電流 Δ の抵抗に流れる電流は、線の電流の $\dfrac{1}{\sqrt{3}}$ です。 $I_{\mathrm{ab}} = \dfrac{23.1}{\sqrt{3}} \fallingdotseq 13.3\,\mathrm{A}$ 答えは(2)ピヨ。
出典:令和2年度(2020) 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)