第二種電気工事士筆記試験問題・解説【平成29年度下期 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29年度下期 問1~10」について解説する。





問1

問題

図のような直流回路で、$\mathrm{a-b}$間の電圧$[\mathrm{V}]$は。

 

イ.$20$  ロ.$30$  ハ.$40$  ニ.$50$

 

解説

回路全体の電圧は、2つの電源電圧を合わせた値になるので

$$100+100=200\mathrm{V}$$

 

$\mathrm{b}$点の電位は、分圧の式より、

$$\frac{60}{40+60}\times200=120\mathrm{V}$$

 

 

 

$\mathrm{a-b}$間の電位差を求めるので、

$$120-100=\boldsymbol{20\mathrm{V}}$$

 

よって「イ」が正解となる。

 

問2

問題

図のような交流回路で、抵抗$8\Omega$の両端の電圧$V[\mathrm{V}]$ は。

 

イ.$43$  ロ.$57$  ハ.$60$  ニ.$80$

 

解答

回路のインピーダンス$Z[\Omega]$は、

$$Z=\sqrt{8^2+6^2}=10\Omega$$

 

回路に流れる電流$I$は、

$$I=\frac{V}{Z}=\frac{100}{10}=10\mathrm{A}$$

 

$8\Omega$の抵抗の両端の電圧は、

$$V=IR=10\times8=\boldsymbol{80\mathrm{V}}$$

 

よって「ニ」が正解となる。

 

問3

問題

抵抗率$\rho[\Omega\cdot\mathrm{m}]$ ,直径$D[\mathrm{mm}]$ ,長さ$L[\mathrm{m}]$の導線の電気抵抗$[\Omega]$を表す式は。

イ.$\displaystyle{\frac{\rho L^2}{\pi D^2}\times10^6}$  ロ.$\displaystyle{\frac{4\rho L}{\pi D^2}\times10^6}$  ハ.$\displaystyle{\frac{4\rho L}{\pi D}\times10^6}$  ニ.$\displaystyle{\frac{4\rho L^2}{\pi D}\times10^6}$

 

解説

抵抗率$\rho[\Omega\cdot\mathrm{m}]$ ,直径$D[\mathrm{mm}]$ ,長さ$L[\mathrm{m}]$の導線の電気抵抗$R$は、

$$R=\frac{4\rho L}{\pi D^2}$$

 

問題文では、直径$D$の単位が$[\mathrm{mm}]$なので、

$$R=\frac{4\rho L}{\pi \left(D\times10^{-3}\right)^2}=\boldsymbol{\frac{4\rho L}{\pi D^2}\times10^6}$$

 

よって「ロ」が正解となる。

 

問4

問題

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

イ.$960$  ロ.$1920$  ハ.$2400$  ニ.$2700$

 

解説

消費電力$P[\mathrm{W}]$の電熱器を、$t$秒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。

 

問5

問題

図のような三相3線式回路の全消費電力$[\mathrm{kW}]$は。

 

イ.$2.4$  ロ.$4.8$  ハ.$7.2$  ニ.$9.6$

 

解説

一相分のインピーダンス$Z$は

$$Z=\sqrt{6^2+8^2}=10\Omega$$

 

一相に流れる相電流$I$は、

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

 

$\Delta$回路の線電流は相電流の$\sqrt{3}$倍となるので、

$$I=\sqrt{3}\times20=20\sqrt{3}\mathrm{A}$$

 

負荷の力率$\cos\theta$は、

$$\cos\theta=\frac{R}{Z}=\frac{6}{10}=0.6$$

 

線間電圧を$V_l$、線電流を$I_l$とすると、三相3線式回路の全消費電力$P[\mathrm{W}]$は$P=\sqrt{3}V_lI_l\cos\theta$で表される。

$$P=\sqrt{3}\times200\times20\sqrt{3}\times0.6=7200\mathrm{W}\rightarrow\boldsymbol{7.2\mathrm{kW}}$$

 

よって「ハ」が正解となる。

 

 

問6

問題

図のように、電線のこう長$L[\mathrm{m}]$の配線により、抵抗負荷に電力を供給した結果、負荷電流が$10\mathrm{A}$であった。

配線における電圧降下$V_1-V_2[\mathrm{V}]$を表す式として、正しいものは。

 

ただし、電線の電気抵抗は長さ$1\mathrm{m}$当たり$r[\Omega]$とする。

イ.$rL$  ロ.$2rL$  ハ.$10rL$  ニ.$20rL$

 

解説

電線$1\mathrm{m}$あたり$r[\Omega]$であるから、長さ$L[\mathrm{m}]$の電線1本あたりの電気抵抗$R$は、

$$R=r\times L=rL$$

 

単相2線式回路の電圧降下$V$は、電線1本あたりの抵抗を$R$,電線に流れる電流を$I$とすると、$V=2RI$で求めることができるので、

$$V=2\times rI\times10=\boldsymbol{20rL}$$

 

よって「ニ」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$1.6\mathrm{mm}$の$600\mathrm{V}$ピニル絶縁電線(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。

 

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.$45$  ロ.$50$  ハ.$55$  ニ.$60$

 

解説

電動機の定格電流の合計$I_M$は、

$$I_M=10\mathrm{A}$$

 

その他の負荷の定格電流の合計$I_H$は、

$$I_H=15+20=35\mathrm{A}$$

 

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、$I_H>I_M$の場合、$I_W=I_M+I_H$となる。

$$I_W=10+35=\boldsymbol{45\mathrm{A}}$$

 

よって「イ」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、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、「ハ」のみが上記の条件に適合している。

よって「ハ」が正解である。

 

問10

問題

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ケーブル太さ$5.5\mathrm{mm^2}$(許容電流$34\mathrm{A}$) 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、

$$I_W\div I_B=34\div 100=0.34\rightarrow34\%$$

 

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$\boldsymbol{35\%}$以下の場合は、分岐回路の過電流遮断器を分岐点から$\boldsymbol{3\mathrm{m}}$以下の位置に施設しなければならない。

よって「イ」が正解となる。

 

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