電験三種 平成23年度(2011) 理論 問17(a) 過去問解説
（選択問題：問17または問18のどちらか1問を解く）
電力計について，次の(a)及び(b)の問に答えよ。
(a) 次の文章は，電力計の原理に関する記述である。
図1に示す電力計は，固定コイルF1，F2に流れる負荷電流 $\dot{I}$[A]による磁界の強さと，可動コイルMに流れる電流 $\dot{I}_{\mathrm{M}}$[A]の積に比例したトルクが可動コイルに生じる。したがって，指針の振れ角 $\theta$ は（ア）に比例する。
このような形の計器は，一般に（イ）計器といわれ，（ウ）の測定に使用される。
負荷 $\dot{Z}$[Ω]が誘導性の場合，電圧 $\dot{V}$[V]のベクトルを基準に負荷電流 $\dot{I}$[A]のベクトルを描くと，図2に示すベクトル①，②，③のうち（エ）のように表される。ただし，$\varphi$[rad]は位相角である。
上記の記述中の空白箇所（ア），（イ），（ウ）及び（エ）に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
- (1) （ア）負荷電力，（イ）電流力計形，（ウ）交流，（エ）③
- (2) （ア）電力量，（イ）可動コイル形，（ウ）直流，（エ）②
- (3) （ア）負荷電力，（イ）誘導形，（ウ）交流直流両方，（エ）①
- (4) （ア）電力量，（イ）可動コイル形，（ウ）交流直流両方，（エ）②
- (5) （ア）負荷電力，（イ）電流力計形，（ウ）交流直流両方，（エ）③
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正解は(5)
解説
【考え方】2つのコイルの電流の積で動く計器が、何をはかれるかを考えます。
ポイント：電流力計形の電力計は、トルク（回す力）が「負荷電流 × 電圧に比例する電流」に比例するので、負荷電力 $VI\cos\varphi$ をはかれます。
■1 (ア) 振れ角は何に比例するか
固定コイルには負荷電流、可動コイルには電圧に比例した電流が流れます。
2つの積に比例するので、振れ角は負荷電力に比例します。→ (ア) 負荷電力
電力量（電力 × 時間）は、ここでは関係ありません。
■2 (イ) 計器の名前
コイルどうしの力で動く計器を、電流力計形計器といいます。→ (イ) 電流力計形
可動コイル形は永久磁石を使う直流用、誘導形はうず電流を使う交流用の計器です。
■3 (ウ) 使える電流
電流の向きが、2つのコイルで同時に変わるので、力の向きは変わりません。
交流でも直流でも使えます。→ (ウ) 交流直流両方
■4 (エ) 誘導性負荷のベクトル
誘導性（コイルの性質）の負荷では、電流は電圧より遅れます。
電圧を基準に、時計まわり（下側）にずれた③です。→ (エ) ③
答えは(5)ピヨ。
出典：平成23年度（2011） 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17(a)