第二種電気工事士筆記試験問題・解説【平成29年度上期 問1~10】

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問1

問題

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

イ.$2.5$  ロ.$5$  ハ.$7.5$  ニ.$15$

 

解説

$\mathrm{a-b}$間の抵抗は右図のように$5\Omega$の抵抗が$2$つ並列接続された回路になるので、

$$\frac{(5\times5)}{(5+5)}=\frac{25}{10}=\boldsymbol{2.5[\Omega]}$$

よって「イ」が正解となる。

 

問2

問題

図のような交流回路で、電源電圧$204\mathrm{V}$,抵抗の両端の電圧が$180\mathrm{V}$,リアクタンスの両端の電圧が$96\mathrm{V}$であるとき、負荷の力率$[\%]$は。

イ.$35$  ロ.$47$  ハ.$65$  ニ.$88$

 

解答

抵抗とコイルが直列接続された回路の力率は、

$$\cos\theta=\frac{V_R}{V}=\frac{180}{204}\fallingdotseq0.88$$

力率の単位はパーセントなので、$0.88\times100=\boldsymbol{88\%}$

よって「ニ」が正解となる。

 

問3

問題

$\mathrm{A,B}$ $2$本の同材質の銅線がある。$\mathrm{A}$は直径$1.6\mathrm{mm}$,長さ$20\mathrm{m}$,$\mathrm{B}$は直径$3.2\mathrm{mm}$,長さ$40\mathrm{m}$である。

$\mathrm{A}$の抵抗は$\mathrm{B}$の抵抗の何倍か。

イ.$2$  ロ.$3$  ハ.$4$  ニ.$5$

 

解説

電線の抵抗は$R=\displaystyle{\frac{4\rho L}{\pi D^2}}$で求めることができる。

各銅線の抵抗は、

$$\begin{align*}
A&:\frac{4\rho\times20}{\pi\times(1.6\times10^{-3})^2}=\frac{80\rho}{2.56\pi}\times10^6\\\\
B&:\frac{4\rho\times40}{\pi\times(3.2\times10^{-3})^2}=\frac{160\rho}{10.24\pi}\times10^6
\end{align*}$$

 

2つの抵抗の比を求めると

$$\frac{\displaystyle{\frac{80\rho}{2.56\pi}\times10^6}}{\displaystyle{\frac{160\rho}{10.24\pi}\times10^6}}=\boldsymbol{2}$$

 

よって「イ」が正解となる。

 

問4

問題

図のような交流回路で、負荷に対してコンデンサ$C$を設置して、力率を$100\%$に改善した。

このときの電流計の指示値は。

 

イ.零になる。

ロ.コンデンサ設置前と比べて変化しない。

ハ.コンデンサ設置前と比べて増加する。

二.コンデンサ設置前と比べて減少する。

 

解説

負荷と並列にコンデンサを接続すると、コンデンサに進み電流$I_C$が流れ、負荷に流れる遅れ電流$I_L$を打ち消す。

図のように、回路に流れる電流はコンデンサを設置すると減少する。

 

よって「ニ」が正解となる。

 

問5

問題

図のような三相3線式$200\mathrm{V}$の回路で、$\mathrm{c-o}$間の抵抗が断線した。

断線前と断線後の$\mathrm{a-o}$問の電圧$V$の値$[\mathrm{V}]$の組合せとして、正しいものは。

 

イ.断線前$116$ 断線後$100$

ロ.断線前$116$ 断線後$116$

ハ.断線前$100$ 断線後$116$

ニ.断線前$100$ 断線後$100$

 

解説

断線前の$R$両端の電圧は三相回路の相電圧なので、

$$V=\frac{200}{\sqrt{3}}\fallingdotseq\boldsymbol{116\mathrm{V}}$$

 

断線後は、図のように単相$200\mathrm{V}$回路となる。

$R$両端の電圧は分圧の式より、

$$V=\frac{R}{R+R}\times200=\boldsymbol{100\mathrm{V}}$$

よって「イ」が正解となる。

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問6

問題

図のように、電線のこう長$10\mathrm{m}$の配線により、消費電力$1500\mathrm{W}$の抵抗負荷に電力を供給した結果、負荷の両端の電圧は$100\mathrm{V}$であった。

配線における電圧降下$[\mathrm{V}]$は。

ただし、電線の電気抵抗は長さ$1000\mathrm{m}$当たり$5.0\Omega$とする。

 

イ.$0.15$  ロ.$0.75$  ハ.$1.5$  ニ.$3.0$

 

解説

回路に流れる電流$I$は

$$I=\frac{1500}{100}=15\mathrm{A}$$

 

また、$10\mathrm{m}$の電線1本の電気抵抗は、

$$\frac{5}{1000}\times10=0.05\Omega$$

 

単相2線式回路の電圧降下は、

$$V=2rl=2\times0.05\times15=\boldsymbol{1.5\mathrm{V}}$$

 

よって「ハ」が正解となる。

 

問7

問題

金属管による低圧屋内配線工事で、管内に直径$2.0\mathrm{mm}$の$600\mathrm{V}$ビニル絶縁電線(軟銅線)2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$300^\circ\mathrm{C}$以下、電流減少係数は$0.7$とする。

 

解説

電技解釈第146条により、直径$2.0\mathrm{mm}$の単線の許容電流は$35\mathrm{A}$なので、この電流値に電流減少係数をかけると、

$35\times0.7=24.5\mathrm{A}$$

電線の許容電流は7捨8入するので、

$$24.5\rightarrow\boldsymbol{24}\mathrm{A}$$

 

よって「ロ」が正解となる。

 

問8

問題

図のように、三相の電動機と電熱器が低圧屋内幹線に接続されている場合、幹線の太さを決める根拠となる電流の最小値$[\mathrm{A}]$は。

ただし需要率は$100\%$とする。

イ.$70$  ロ.$74$  ハ.$80$  ニ.$150$

 

解説

電動機の定格電流の合計$I_M$は、

$$I_M=10+30=40\mathrm{A}$$

 

その他の負荷の定格電流の合計$I_H$は、

$$I_H=15+15=30\mathrm{A}$$

 

電技解釈第148条により、幹線の太さを決める根拠となる電流の最小値$I_W$を求める式は、$I_H<I_M$で$IM\leq 50\mathrm{A}$の場合、$I_W=1.25I_M+I_H$となる。

$$I_W=1.25\times40+30=80\mathrm{A}$$

 

よって「ハ」が正解となる。

 

問9

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、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、$30\mathrm{A}$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。

 

よって、「ロ」は$30\mathrm{A}$回路に$2.0\mathrm{mm}$の電線を使用しているので不適切である。

 

問10

問題

図のように定格電流$50\mathrm{A}$の配線用遮断器で保護された低圧屋内幹線からVVRケーブル太さ$8\mathrm{mm^2}$(許容電流$42\mathrm{A}$) で低圧屋内電路を分岐する場合、$\mathrm{a-b}$間の長さの最大値$[\mathrm{m}]$は。

ただし、低圧屋内幹線に接続される負荷は、電灯負荷とする。

イ.$3$  ロ.$5$  ハ.$8$  ニ.制限なし

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、$I_B$に対する$I_W$の割合は、

$$I_W\div I_B=42\div 50=0.84\rightarrow84\%$$

 

電技解釈第149条により、分岐点からの電線の許容電流$I_W$が幹線の過電流遮断器の定格電流$I_B$の$\boldsymbol{55\%}$以上の場合は、分岐回路の過電流遮断器を分岐点から$8\mathrm{m}$を超える位置(制限なし)に施設できる。

本問は$55\%$以上なので「ニ」が正解となる。

 

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