第二種電気工事士筆記試験解答・解説【令和4年度上期(午前) 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4年度上期(午前) 問1~10」について解説する。





問1

図のような回路で、電流計Ⓐの値が1Aを示した。

このときの電圧計Ⓥの指示値[V]は。

 

 

イ.$16$  ロ.$32$  ハ.$40$  ニ.$48$

 

解説

問題の図の接続点として、点$\mathrm{a,\ b,\ c}$を下図のように定め、回路全体に流れる電流を$I[\mathrm{A}]$,回路の各電流を$I_1,\ I_2,\ I_3[\mathrm{A}]$とする。

 

 

点$\mathrm{a-b}$間の電圧$V_{\mathrm{ab}}[\mathrm{V}]$は、

$$V_{\mathrm{ab}}=8\times1=8\mathrm{V}$$

 

したがって、回路の各電流$I_1,\ I_2,\ I_3$は、

$$\begin{cases}
I_1&=\displaystyle{\frac{8}{4+4}}=1\mathrm{A}\\\\
I_2&=1\mathrm{A}\\\\
I_3&=\displaystyle{\frac{8}{4}}=2\mathrm{A}
\end{cases}$$

 

ゆえに、電流$I[\mathrm{A}]$は、

$$\begin{align*}
I&=I_1+I_2+I_3\\\\
&=1+1+2\\\\
&=4\mathrm{A}
\end{align*}$$

 

求める電圧計の指示値$V_{\mathrm{bc}}[\mathrm{V}]$は、

$$V_{\mathrm{bc}}=4\times4=\boldsymbol{16\mathrm{V}}$$

 

よって「イ」が正解となる。

 

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類題

 

問2

ビニル絶縁電線(単線)の抵抗又は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。

 

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類題

 

問3

抵抗器に$100\mathrm{V}$の電圧を印加したとき、$5\mathrm{A}$の電流が流れた。

1時間30分の間に抵抗器で発生する熱量$[\mathrm{kJ}]$は。

イ.$750$  ロ.$1800$  ハ.$2700$  ニ.$5400$

 

解説

抵抗器に印加する電圧を$V[\mathrm{V}]$,流れる電流を$I[\mathrm{A}]$,流れた時間を$t[\mathrm{s}]$とすると、抵抗器で発生する熱量は$W=VIt[\mathrm{J}]$で表される。

 

したがって、発生熱量$W$は、

$$W=100\times5\times1.5\times3600=2700000\mathrm{J}\rightarrow\boldsymbol{2700\mathrm{kJ}}$$

 

よって「ハ」が正解となる。

 

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類題

 

問4

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

イ.$43$  ロ.$57$  ハ.$60$  ニ.$80$

 

解説

図の交流回路において、合成インピーダンス$[\Omega]$は、

$$\sqrt{8^2+6^2}=\sqrt{100}=10\Omega$$

 

回路に流れる電流$[\mathrm{A}]$は、

$$\frac{100}{10}=10\mathrm{A}$$

 

したがって、抵抗$8\Omega$の両端にかかる電圧$[\mathrm{V}]$は、

$$8\times10=\boldsymbol{80\mathrm{V}}$$

 

よって「ニ」が正解となる。

 

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類題

 

問5

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

図の交流回路において、合成インピーダンス$[\Omega]$は、

$$\sqrt{6^2+8^2}=\sqrt{100}=10\Omega$$

 

一相当たりの電流$[\mathrm{A}]$は、

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

 

1つの抵抗で消費する電力$[\mathrm{W}]$は、

$$6\times20^2=2400\mathrm{W}$$

 

したがって、三相回路での全消費電力は、

$$2400\times3=7200\mathrm{W}\rightarrow\boldsymbol{7.2\mathrm{kW}}$$

 

よって「ハ」が正解となる。

 

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類題

 

 

問6

図のような三相3線式回路で、電線1線当たりの抵抗値が$0.15\Omega$,線電流が$10\mathrm{A}$のとき、この電線路の電力損失$[\mathrm{W}]$は。

 

 

イ.$15$  ロ.$26$  ハ.$30$  ニ.$45$

 

解説

問題の図の三相3線式回路で、電線1線当たりの抵抗値を$r[\Omega]$,線電流を$I[\mathrm{A}]$とすると、電力損失$P[\mathrm{W}]$は、$P=3\times I^2r$であるから、

$$P=3\times10^2\times0.15=\boldsymbol{45\mathrm{W}}$$

 

よって「ニ」が正解となる。

 

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類題

 

問7

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。

 

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問8

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)4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$0.63$とする。

イ.$22$  ロ.$31$  ハ.$36$  ニ.$38$

 

解説

直径$2.0\mathrm{mm}$の$600\mathrm{V}$ビニル絶縁電線(軟銅線)の許容電流は、表1より$35\mathrm{A}$である。

 

表1 絶縁電線の許容電流

電線の直径許容電流
$1.6\mathrm{mm}$$27\mathrm{A}$
$\boldsymbol{2.0\mathrm{mm}}$$\boldsymbol{35\mathrm{A}}$
$2.6\mathrm{mm}$$48\mathrm{A}$
$3.2\mathrm{mm}$$62\mathrm{A}$

 

そして表2より、管内の電線数が$4$本の場合の電流減少係数は$0.63$である。

表2 電流減少係数

管内の電線数電流減少係数
$3$本以下$0.7$
$\boldsymbol{4}$$\boldsymbol{0.63}$
$5\sim6$本$0.56$
$7\sim15$本$0.49$

 

以上より、電線1本当たりの許容電流$[\mathrm{A}]$は、

$$35\times0.63=22.05\mathrm{A}\rightarrow\boldsymbol{\underline{22\mathrm{A}}}$$

 

よって「イ」が正解となる。

 

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問9

定格電流$12\mathrm{A}$の電動機$5$台が接続された単相2線式の低圧屋内幹線がある。

この幹線の太さを決定するための根拠となる電流の最小値$[\mathrm{A}]$は。

ただし、需要率は$80\%$とする。

イ.$48$  ロ.$60$  ハ.$66$  ニ.$75$

 

解説

電動機の定格電流の合計$I_\mathrm{M}$は、

$$I_\mathrm{M}=12\times5=60\mathrm{A}$$

 

その他の負荷の定格電流の合計$I_\mathrm{H}$は、

$$I_\mathrm{H}=0\mathrm{A}$$

 

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$I_\mathrm{W}$を求める式は、$I_\mathrm{H}<I_\mathrm{M}$で$I_\mathrm{M}\leq 50\mathrm{A}$の場合、$I_\mathrm{W}=1.25I_\mathrm{M}+I_\mathrm{H}$となる。

需要率が$80\%$であることも考慮すると、$I_\mathrm{W}$は、

$$I_W=0.8\left(1.25\times60+0\right)=60\mathrm{A}$$

 

よって「ロ」が正解となる。

 

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問10

定格電流$30\mathrm{A}$の配線用遮断器で保護される分岐回路の電線(軟銅線)の太さと、接続できるコンセントの図記号の組合せとして、適切なものは。

ただし、コンセントは兼用コンセントではないものとする。

 

イ.断面積$5.5\mathrm{mm^2}$

ロ.断面積$3.5\mathrm{mm^2}$

ハ.直径$2.0\mathrm{mm}$

ニ.断面積$5.5\mathrm{mm}$

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。

 

選択肢について検証すると、

  • イは定格電流$15\mathrm{A}$のコンセントなので、不適切である。
  • ロは電線の断面積が$5.5\mathrm{mm^2}$より小さいので、不適切である。
  • ハは電線の太さが$2.6\mathrm{mm}$より小さいので、不適切である。
  • ニは適切である。

 

よって「ニ」が正解となる。

 

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