電験三種 令和7年度(2025) 上期 機械 問12 過去問解説

問12 《照明(水平面照度)》
図に示すような幅6 m,奥行き8 mの長方形の駐車場の四隅に柱を立て,各柱の地上から5 mの頂点に全光束5 000 lmのランプを設置した。駐車場の中心Oの水平面照度[lx]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。 ただし,各ランプは均等光源とする。
問12の図
  1. (1) 283
  2. (2) 141
  3. (3) 31.8
  4. (4) 22.5
  5. (5) 5.6
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正解は(4)
使う公式
均等光源の光度 $I = \dfrac{F}{4\pi}$(I:光度[cd]、F:全光束[lm]) 水平面照度 $E = \dfrac{I}{r^2}\cos\theta$(E:照度[lx]、r:光源までの距離[m]、θ:真上からの角度)
解説
【考え方】4つのランプは、中心Oから見て同じ条件です。1つ分の照度を求めて、4倍します。 ■1 光度を求める 均等光源は、光をすべての向きに同じように出します。全光束を球全体($4\pi$)で割ります。 $I = \dfrac{5000}{4\pi} \fallingdotseq 398\,\mathrm{cd}$ ■2 Oから柱までの距離 解説の図 中心Oは、対角線の真ん中です。 対角線 $\sqrt{6^2 + 8^2} = \sqrt{100} = 10\,\mathrm{m}$ Oから柱まで $\dfrac{10}{2} = 5\,\mathrm{m}$ ■3 1つのランプによる照度 解説の図 横から見ると、横 5 m、高さ 5 m の直角三角形です。 ななめに当たる光なので、$\cos\theta$ をかけます。 $r^2 = 5^2 + 5^2 = 50$ $\cos\theta = \dfrac{\text{高さ}}{r} = \dfrac{5}{\sqrt{50}} \fallingdotseq 0.707$ $E_1 = \dfrac{398}{50} \times 0.707 \fallingdotseq 5.63\,\mathrm{lx}$ ■4 4つ分を足す 4本の柱のランプは、同じ照度をつくります。 $E = 5.63 \times 4 \fallingdotseq 22.5\,\mathrm{lx}$ 答えは(4)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)機械 問12