第三種電気主任技術者・2022年度 下期・理論

2022年度 下期 理論 問15(a)

図のように、抵抗 6Ω 6\Omega と誘導性リアクタンス 8Ω 8\Omega をY結線し、抵抗 r r [Ω\Omega] をΔ結線した平衡三相負荷に、200V の対称三相交流電源を接続した回路がある。抵抗 6Ω 6\Omega と誘導性リアクタンス 8Ω 8\Omega に流れる電流の大きさを I1 I_{1} [A]、抵抗 r r [Ω\Omega] に流れる電流の大きさを I2 I_{2} [A] とする。電流 I1 I_{1} [A] と I2 I_{2} [A] の大きさが等しいとき、次の(a)及び(b)の問に答えよ。

抵抗 r r の値 [Ω\Omega] 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 下期 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 下期 理論 問15(a)

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正答:(4)

要点

正解は(4)。Y結線側は相電圧 200/3200/\sqrt{3} とインピーダンス10Ωで電流を出し、Δ結線側の相電流 200/r200/r と等しい条件から rr を求めます。

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正解は(4)です。
まず、Y結線側の電流 I1 I_{1} を求める。Y結線の相電圧は 2003 \dfrac{200}{\sqrt{3}} Vである。
1相あたりのインピーダンス ZY=62+82=10Ω Z_{Y} = \sqrt{6^2 + 8^2} = 10 \Omega 。
I1=200/310=203 [A] I_{1} = \dfrac{200/\sqrt{3}}{10} = \dfrac{20}{\sqrt{3}} \text{ [A]}
次に、Δ結線側の電流 I2 I_{2} について考える。問題文より「抵抗 r r に流れる電流の大きさを I2 I_{2} 」としているため、これはΔ回路の相電流を指している。
Δ結線の相電圧は線間電圧に等しく 200V である。
I2=200r [A] I_{2} = \dfrac{200}{r} \text{ [A]}
条件 I1=I2 I_{1} = I_{2} より、
203=200r \dfrac{20}{\sqrt{3}} = \dfrac{200}{r}
r=200320=103≈17.32Ω r = \dfrac{200 \sqrt{3}}{20} = 10\sqrt{3} \approx 17.32 \Omega
よって、最も近いのは 17.3 である。
以上より、選択肢(4)が正解です。

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