第二種電気工事士筆記試験問題・解説【平成28年度上期 問1~10】

本記事では、第二種電気工事士筆記試験のうち「平成28年度上期 問1~10」について解説する。





問1

問題

図のような回路で、端子$\mathrm{a-b}$聞の合成抵抗$[\Omega]$は。

 

イ.$1.1$  ロ.$2.5$  ハ.$6$  ニ.$15$

 

解説

同じ大きさの抵抗が$n$個並列の場合は$\displaystyle{\frac{1}{n}}$となるので、

$3\Omega$の抵抗が3つの部分は$3\times\displaystyle{\frac{1}{3}}=1\Omega$,$3\Omega$の抵抗が2つの部分は$3\times\displaystyle{\frac{1}{2}}=1.5\Omega$。

 

したがって、合成抵抗は、

$$1+1.5=\boldsymbol{2.5\Omega}$$

 

よって「ロ」が正解となる。

 

問2

問題

図のような交流回路において、抵抗$12\Omega$の両端の電圧$V[\mathrm{V}]$は。

 

イ.$86$  ロ.$114$  ハ.$120$  ニ.$160$

解答

回路のインピーダンス$Z[\Omega]$は、

$$Z=\sqrt{12^2+16^2}=20\Omega$$

 

回路に流れる電流$I$は、

$$I=\frac{V}{Z}=\frac{200}{20}=10\mathrm{A}$$

 

$12\Omega$の抵抗の両端の電圧は、

$$V=IR=10\times12=\boldsymbol{120\mathrm{V}}$$

 

よって「ニ」が正解となる。

 

問3

問題

ビニル絶縁電線(単線)の抵抗と許容電流に関する記述として、誤っているものは。

イ.許容電流は、周囲の温度が上昇すると、大きくなる。

ロ.許容電流は、導体の直径が大きくなると、大きくなる。

ハ.電線の抵抗は、導体の長さに比例する。

ニ.電線の抵抗は、導体の直径の2乗に反比例する。

 

解説

電線の温度が上昇すると、電気抵抗が増加する。

電気抵抗が増加すると、許容電流は小さくなる。

よって「イ」が誤っている。

 

問4

問題

電線の接続不良により,接続点の接触抵抗が$0.2\Omega$となった。

この電線に$15\mathrm{A}$の電流が流れると、接続点から1時間に発生する熱量$[\mathrm{kJ}]$は。

ただし、接触抵抗の値は変化しないものとする。

イ.$11$  ロ.$45$  ハ.$72$  ニ.$162$

 

解説

電線の接続点の接触抵抗を$R[\Omega]$,流れる電流を$I[\mathrm{A}]$,流れた時間を$t[\mathrm{s}]$とすると、その点に発生する熱量は$W=I^2Rt[\mathrm{J}]$で表される。

したがって、発生熱量$W$は、

$$W=15^2\times0.2\times3600=162000[\mathrm{J}]\rightarrow\boldsymbol{162[\mathrm{kW}]}$$

よって「ニ」が正解となる。

 

問5

問題

定格電圧$V[\mathrm{V}]$,定格電流$I[\mathrm{A}]$の三相誘導電動機を定格状態で時間$t[\mathrm{h}]$の間、連続運転したところ、消費電力量が$W[\mathrm{kW\cdot h}]$であった。

この電動機の力率$[\%]$を表す式は。

イ.$\displaystyle{\frac{W}{\sqrt{3}VIt}}\times10^5$  ロ.$\displaystyle{\frac{W}{3VIt}}\times10^5$  ハ.$\displaystyle{\frac{\sqrt{3}VI}{Wt}}\times10^5$  ニ.$\displaystyle{\frac{3VI}{Wt}}\times10^5$$

 

解説

三相誘導電動機の消費電力量Wは、線間電圧を$V_l$、線電流を$I_l$,力率を$\cos\theta$,運転時間を$t[\mathrm{h}]$とすると、

$$W=\sqrt{3}V_lI_lt\cos\theta[\mathrm{W\cdot h}]\rightarrow\sqrt{3}V_lI_lt\cos\theta\times10^{-3}[\mathrm{kW\cdot h}]$$

 

上式より、

$$\cos\theta=\frac{W}{\sqrt{3}\times VIt\times10^{-3}}=\frac{W}{\sqrt{3}VIt}\times10^3$$

 

上式を$\%$で表すと

$$\frac{W}{\sqrt{3}VIt}\times10^3\times10^2=\boldsymbol{\frac{W}{\sqrt{3}VIt}\times10^5[\%]}$$

よって「イ」が正解となる。

 

 

問6

問題

図のような単相3線式回路において、電線1線当たりの抵抗が$0.2\Omega$のとき、$\mathrm{a-b}$間の電圧$[\mathrm{V}]$は。

 

イ.$96$  ロ.$100$  ハ.$102$  ニ.$106$

解説

2つの抵抗負荷には同じ電流が流れているので、中性線には電流が流れない。

単相3線式回路の中性線に電流が流れない場合の電圧降下の式は$v=rI[\mathrm{V}]$で表されるので、

$$v=0.2\times10=2\mathrm{V}$$

 

$\mathrm{a-b}$間の電圧は電源電圧$V-$電圧降下$v$なので、

$$104-2=\boldsymbol{102\mathrm{V}}$$

よって「ハ」が正解となる。

 

問7

問題

図のような単相3線式回路において、消費電力$1000\mathrm{W}$,$200\mathrm{W}$の2つの負荷はともに抵抗負荷である。

図中の×印点で断線した場合、$\mathrm{a-b}$間の電圧$[\mathrm{V}]$は。

 

ただし、断線によって負荷の抵抗値は変化しないものとする。

イ.$17$  ロ.$33$  ハ.$100$  ニ.$167$

解説

×点で断線した場合、下図のような単相$200\mathrm{V}$回路となる。

 

$\mathrm{a-b}$間の電圧は分圧の式より、

$$V=\frac{10}{10+50}\times200=\frac{10}{60}\times200=\boldsymbol{33\mathrm{V}}$$

よって「ロ」が正解となる。

 

問8

問題

金属管による低圧屋内配線工事で、管内に断面積$3.5\mathrm{mm^2}$の$600\mathrm{V}$ピニル絶縁電線(軟銅線)3本を収めて施設した場合、電線1本当たりの許容電流$[\mathrm{A}]$は。

ただし、周囲温度は$30^\circ\mathrm{C}$以下、電流減少係数は$0.70$とする。

イ.$19$  ロ.$26$  ハ.$34$  ニ.$49$

 

解説

電技解釈第146条により、直径$3.5\mathrm{mm}$の単線の許容電流は$37\mathrm{A}$なので、この電流値に電流減少係数をかけると、

$37\times0.7=25.9\mathrm{A}$$

電線の許容電流は7捨8入するので、

$$25.9\rightarrow\boldsymbol{26}\mathrm{A}$$

 

よって「ロ」が正解となる。

 

問9

問題

図のように定格電流$50\mathrm{A}$の過電流遮断器で保護された低圧屋内幹線から分岐して、$7\mathrm{m}$の位置に過電流遮断器を施設するとき、$\mathrm{a-b}$間の電線の許容電流の最小値$[\mathrm{A}]$は。

 

イ.$12.5$  ロ.$17.5$  ハ.$22.5$  ニ.$27.5$

 

解説

幹線の過電流遮断器の定格電流を$I_B$,分岐点から電線の許容電流を$I_W$とすると、電技解釈第149条により、分岐回路の過電流遮断器を分岐点から$3\mathrm{m}$を超え$8\mathrm{m}$以下の位置に施設する場合は、$I_W$を$I_B$の$\boldsymbol{35\%}$以上にしなければならない。

 

上記より、許容電流の最小値は、

$$0.35\times50=\boldsymbol{17.5\mathrm{A}}$$

よって「ロ」が正解となる。

 

問10

問題

低圧屋内配線の分岐回路の設計で、配線用遮断器、分岐回路の電線の太さ及びコンセントの組合せとして、適切なものは。

ただし,分岐点から配線用遮断器までは$3\mathrm{m}$,配線用遮断器からコンセントまでは$8\mathrm{m}$とし、電線の数値は分岐回路の電線(軟銅線)の太さを示す。

また、コンセントは兼用コンセントではないものとする。

 

解説

電技解釈第149条により、$20\mathrm{A}$分岐回路では、

  • 電線の太さ$1.6\mathrm{mm}$(または$2.0\mathrm{mm^2}$)以上
  • コンセントの定格電流は$20\mathrm{A}$以下

 

$30\mathrm{A}$分岐回路では、

  • 電線の太さ$2.6\mathrm{mm}$(または$5.5\mathrm{mm^2}$)以上
  • コンセントの定格電流は$20\mathrm{A}$以上$30\mathrm{A}$以下

でなければならない。

 

選択肢の内、「ニ」のみが上記の条件に適合している。

よって「ニ」が正解である。

 

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