第三種電気主任技術者・2022年度 上期・理論

2022年度 上期 理論 問15(a)

図のように、線間電圧 200V 200 \mathrm{V} の対称三相交流電源に、三相負荷として誘導性リアクタンス X=9Ω X=9 \mathrm{\Omega} の3個のコイルと R[Ω] R \mathrm{[\Omega]} 、20Ω 20 \mathrm{\Omega} 、20Ω 20 \mathrm{\Omega} 、60Ω 60 \mathrm{\Omega} の4個の抵抗を接続した回路がある。端子a, b, cから流入する線電流の大きさは等しいものとする。この回路について、次の(a)及び(b)の問に答えよ。

線電流の大きさが 7.7A 7.7 \mathrm{A} 、三相負荷の無効電力が 1.6kvar 1.6 \mathrm{kvar} であるとき、三相負荷の力率の値として、最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

2022年度 上期 理論 問15(a)の問題図1

出典:第三種電気主任技術者 2022年度 上期 理論 問15(a)

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正答:(4)

要点

正解は(4)。抵抗負荷は無効電力を出さないため、与えられた1.6kvarは3個のリアクタンスによるものとして扱います。そこから皮相電力を出し、Q/S=0.6Q/S=0.6 から力率0.8へつなげます。

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三相負荷全体(線路のリアクタンス含む)の無効電力 Q Q が 1.6kvar=1600var 1.6 \mathrm{kvar} = 1600 \mathrm{var} です。
抵抗負荷では無効電力は発生しないため、この無効電力は3つのリアクタンス X=9Ω X=9\Omega によるものです。
確認計算:QX=3×I2X=3×7.72×9≈3×59.29×9≈1600var Q_X = 3 \times I^2 X = 3 \times 7.7^2 \times 9 \approx 3 \times 59.29 \times 9 \approx 1600 \mathrm{var} 。一致します。
三相皮相電力 S S は、線間電圧 V=200V V=200\mathrm{V} 、線電流 I=7.7A I=7.7\mathrm{A} より、
S=3VI=3×200×7.7≈1.732×1540≈2667VA S = \sqrt{3} VI = \sqrt{3} \times 200 \times 7.7 \approx 1.732 \times 1540 \approx 2667 \mathrm{VA}
力率 cos⁡θ \cos \theta は、
cos⁡θ=1−(sin⁡θ)2=1−(Q/S)2 \cos \theta = \sqrt{1 - (\sin \theta)^2} = \sqrt{1 - (Q/S)^2}
QS=16002667≈0.6 \dfrac{Q}{S} = \dfrac{1600}{2667} \approx 0.6
したがって、cos⁡θ=1−0.62=0.8 \cos \theta = \sqrt{1 - 0.6^2} = 0.8

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