第二種電気工事士筆記試験解答・解説【令和3年度上期(午後) 問1~10】

本記事では、第二種電気工事士筆記試験のうち「令和3年度上期(午後) 問1~10」について解説する。





問1

図のような回路で、$8\Omega$の抵抗での消費電力$[\mathrm{W}]$は。

 

イ.$200$  ロ.$800$  ハ.$1200$  ニ.$2000$

 

解説

回路の合成抵抗$[\Omega]$は、

$$\frac{20\times30}{20+30}+8=12+8=20\Omega$$

 

したがって、回路に流れる電流$[\mathrm{A}]$は、

$$\frac{200}{20}=10\mathrm{A}$$

 

以上より、$8\Omega$の抵抗で消費される電力$[\mathrm{W}]$は、

$$8\times10^2=\boldsymbol{800\mathrm{W}}$$

 

よって「ロ」が正解となる。

 

関連記事

 

類題

調査中

 

問2

直径$2.6\mathrm{mm}$,長さ$20\mathrm{m}$の銅導線と抵抗値が最も近い同材質の銅導線は。

イ.断面積$8\mathrm{mm^2}$,長さ$40\mathrm{m}$

ロ.断面積$8\mathrm{mm^2}$,長さ$20\mathrm{m}$

ハ.断面積$5.5\mathrm{mm^2}$,長さ$40\mathrm{m}$

ニ.断面積$5.5\mathrm{mm^2}$,長さ$20\mathrm{m}$

 

解説

抵抗率$\rho[\mathrm{\Omega\cdot mm^2/m}]$,長さ$l[\mathrm{m}]$,断面積$A[\mathrm{mm^2}]$とした場合、銅導線の抵抗$R[\Omega]$は、

$$R=\frac{\rho l}{A}[\Omega] ・・・(1)$$

 

断面積$A[\mathrm{mm^2}]$を直径$D[\mathrm{mm}]$の円とした場合、$A[\mathrm{mm^2}]$は、

$$A=\rho\frac{\pi D^2}{4}[\mathrm{mm^2}] ・・・(2)$$

 

$(2)$式を$(1)$式へ代入すると、

$$R=\frac{4\rho l}{\pi D^2}[\Omega] ・・・(3)$$

 

問題の銅導線の抵抗$R[\Omega]$は、$(3)$式より、

$$R=\frac{4\rho\times20}{\pi\times2.6^2}=3.77\rho[\Omega]$$

 

一方、イ・ロ・ハ・ニの抵抗値$R_1,\ R_2,\ R_3,\ R_4[\Omega]$は、$(1)$式より、

$$\begin{cases}
R_1&=\displaystyle{\frac{40\rho}{8}}&\fallingdotseq5\rho[\Omega]\\\\
R_2&=\displaystyle{\frac{20\rho}{8}}&\fallingdotseq2.5\rho[\Omega]\\\\
R_3&=\displaystyle{\frac{40\rho}{5.5}}&\fallingdotseq7.27\rho[\Omega]\\\\
R_4&=\displaystyle{\frac{20\rho}{5.5}}&\fallingdotseq3.64\rho[\Omega]\end{cases}$$

 

以上の結果より、$\boldsymbol{R_4=3.64\rho\Omega}$が最も近い値となる。

よって「ニ」が正解となる。

 

関連記事

 

類題

 

問3

消費電力が$400\mathrm{W}$の電熱器を$1$時間$20$分使用したときの発熱量$[\mathrm{kJ}]$は。

イ.$960$  ロ.$1920$  ハ.$2400$  ニ.$2700$

 

解説

消費電力$P[\mathrm{W}]$の電熱器を、$t[\mathrm{s}]$使用したときの発熱量$W[\mathrm{J}]$は、$W=Pt$で表される。

 

問題文では、使用時間は$1$時間$20$分となっているので、

$$t=\left(60+20\right)\times60=4800\mathrm{s}$$

 

したがって、発熱量$W[\mathrm{kJ}]$は、

$$W=400\times4800=1920000\mathrm{J}\rightarrow\boldsymbol{1920\mathrm{kJ}}$$

 

よって「ロ」が正解となる。

 

類題

 

問4

図のような回路で、電源電圧が$24\mathrm{V}$,抵抗$R=4\Omega$に流れる電流が$6\mathrm{A}$,リアクタンス$X_\mathrm{L}=3\Omega$に流れる電流が$6\mathrm{A}$であるとき、回路の力率$[\%]$は。

 

イ.$43$  ロ.$60$  ハ.$75$  ニ.$80$

 

解説

図のような抵抗$R$とリアクタンス$X_\mathrm{L}$の並列回路の力率$\cos\theta$は、回路の電流$I=10\mathrm{A}$,抵抗に流れる電流$I_\mathrm{R}=6\mathrm{A}$を用いて、次のように求められる。

$$\begin{align*}
\cos\theta&=\frac{I_\mathrm{R}}{I}\\\\
&=\frac{6}{10}\\\\
&=0.6\rightarrow\boldsymbol{60\%}
\end{align*}$$

 

よって「ロ」が正解となる。

 

関連記事

 

類題

調査中

 

問5

図のような三相3線式回路に流れる電流$I[\mathrm{A}]$は。

イ.$2.9$  ロ.$5.0$  ハ.$5.8$  ニ.$10.0$

 

解説

回路の一相当たりの電圧$E$は、

$$E=\frac{200}{\sqrt{3}}=115.6\mathrm{V}$$

 

一相に流れる相電流$I_\mathrm{p}$は、

$$I_\mathrm{p}=\frac{E}{20}=\frac{115.6}{20}=5.78\mathrm{A}$$

 

$\mathrm{Y}$回路の線電流$I$は相電流$I_\mathrm{p}$と等しいので、

$$I=I_\mathrm{p}=5.78\fallingdotseq\boldsymbol{5.8\mathrm{A}}$$

 

よって「ハ」が正解となる。

 

関連記事

 

類題

 

 

問6

図のような単相2線式回路において、$\mathrm{c-c’}$間の電圧が$100\mathrm{V}$のとき、$\mathrm{a-a’}$間の電圧$[\mathrm{V}]$は。

ただし、$r_1$及び$r_2$は電線の電気抵抗$[\Omega]$とする。

 

イ.$101$  ロ.$102$  ハ.$103$  ニ.$104$

 

解説

回路に流れる電流を図のとおり$I_1[\mathrm{A}]$,$I_2[\mathrm{A}]$と定める。

 

 

抵抗$r_1$および$r_2$における電圧降下$[\mathrm{V}]$は、それぞれ

$$\begin{cases}
\left(I_1+I_2\right)r_1&=\left(5+5\right)\times0.05&=0.5\mathrm{V}\\\\
I_2r_2&=5\times0.1&=0.5\mathrm{V}
\end{cases}$$

 

したがって、$\mathrm{a-a’}$間の電圧$[\mathrm{V}]$は、

$$0.5\times2+100+0.5\times2=\boldsymbol{102\mathrm{V}}$$

 

よって「ロ」が正解となる。

 

関連記事

 

類題

 

問7

図のような単相3線式回路において、消費電力$100\mathrm{W}$,$200\mathrm{W}$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.$67$  ロ.$100$  ハ.$133$  ニ.$150$

 

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$V$は分圧の式より、

$$V=\frac{100}{100+50}\times200=\frac{100}{150}\times200=\boldsymbol{133\mathrm{V}}$$

 

よって「ハ」が正解となる。

 

関連記事

 

類題

 

問8

金属管による低圧屋内配線工事で、管内に直径$1.6\mathrm{mm}$の$600\mathrm{V}$ビニル絶縁電線(軟銅線)6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$0.56$とする。

イ.$15$  ロ.$19$  ハ.$20$  ニ.$27$

 

解説

電技解釈第146条により、直径$1.6\mathrm{mm}$の単線の許容電流は$27\mathrm{A}$なので、この電流値に電流減少係数をかけると、

$$27\times0.56=15.12\mathrm{A}$$

 

電線の許容電流は7捨8入するので、

$$15.12\rightarrow\boldsymbol{15\mathrm{A}}$$

 

よって「イ」が正解となる。

 

関連記事

 

類題

 

問9

図のように、定格電流$100\mathrm{A}$の配線用遮断器で保護された低圧屋内幹線からVVRケーブルで低圧屋内電路を分岐する場合、$\mathrm{a-b}$間の長さ$L$と電線の太さ$A$の組合せとして、不適切なものは。

ただし、VVRケーブルの太さと許容電流の関係は表のとおりとする。

 

 

 

電線の太さ$A$許容電流
直径$2.0\mathrm{mm}$$24\mathrm{A}$
断面積$5.5\mathrm{mm^2}$$34\mathrm{A}$
断面積$8\mathrm{mm^2}$$42\mathrm{A}$
断面積$14\mathrm{mm^2}$$61\mathrm{A}$

 

イ.$L:1\mathrm{m}$ $A:2.0\mathrm{mm}$

ロ.$L:2\mathrm{m}$ $A:5.5\mathrm{mm^2}$

ハ.$L:10\mathrm{m}$ $A:8\mathrm{mm^2}$

ニ.$L:15\mathrm{m}$ $A:14\mathrm{mm^2}$

 

解説

与えられた図のような分岐回路では、原則として幹線の分岐点から$3\mathrm{m}$以下の場所に分岐開閉器を施設しなければならない。

選択肢のうち、イおよびロは長さ$L$が$3\mathrm{m}$以下であるため、適切となる。

 

一方で、分岐点からの電線の許容電流$I_\mathrm{W}$と幹線の過電流遮断器の定格電流$I_\mathrm{B}$の割合によっては、次の表のように$3\mathrm{m}$を超える位置に施設することができる。

 

表 分岐回路の過電流遮断器の施設位置

$I_\mathrm{B}$に対する$I_\mathrm{W}$の割合施設位置
$I_\mathrm{W}$が$I_\mathrm{B}$の$35\%$以上の場合分岐点から$8\mathrm{m}$以下の位置
$I_\mathrm{W}$が$I_\mathrm{B}$の$55\%$以上の場合施設位置に制限なし

 

選択肢のうち、ハおよびニは長さ$L$が$8\mathrm{m}$以上であるため、$I_\mathrm{W}$が$I_\mathrm{B}=100\mathrm{A}$の$55\%$以上であればよい。

ここで、上記の条件を満たす$I_\mathrm{W}$の最小値を計算すると、

$$I_\mathrm{W}=0.55\times100=55\mathrm{A}$$

 

したがって、選択肢ハの電線の許容電流では上記の値を下回るため、不適切となる。

よって「ハ」が正解となる。

 

関連記事

 

類題

 

問10

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、不適切なものは。

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

 

$40\mathrm{A}$分岐回路では、

  • 電線の太さ$8\mathrm{mm^2}$以上
  • コンセントの定格電流は$30\mathrm{A}$以上$40\mathrm{A}$以下

でなければならない。

 

選択肢について検証すると、

  • イは適切である。
  • ロは電線の太さが不適切である。
  • ハは適切である。
  • ニは適切である。

 

よって「ロ」が正解である。

 

関連記事

 

類題

 

この年度の他の問題

 

電工二種DB

技能試験 2021年度候補問題 2021年度第二種電気工事士技能試験 候補問題No.1 2021年度第二種電気工事士技能試験 候補問題No.2 2021年度第二種電気工事士技能試験 候補問題N[…]

 

第二種電気工事士技能試験の練習用セットを販売している「電材館プロ」様より、本サイトの記事を参考に技能試験対策用のオリジナル冊子を作成していただいています。

こちらの技能試験練習セットをご購入の方に無料で配布しておりますので、ぜひチェックしてみてください!