第三種電気主任技術者・2022年度 下期・機械

2022年度 下期 機械 問17(b)

どの方向にも光度が等しい均等放射の点光源がある。この点光源の全光束は3000lm である。この点光源を図のように配置した。水平面から点光源までの高さは2mであり、点光源の直下の点AとBとの距離は1.5mである。次の(a)及び(b)の問に答えよ。

水平面B 点における水平面照度の値 [lx] 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 機械 問17(b)の問題図1

出典:第三種電気主任技術者 2022年度 下期 機械 問17(b)

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正答:(3)

要点

正解は(3)。光源から点Bまでの距離2.5mと cos⁡θ=0.8\cos\theta=0.8 を使い、逆二乗則と余弦則で水平面照度を求めます。

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点Bにおける水平面照度 EhE_h を求めます。
光源の高さ h=2mh=2\text{m}、水平距離 d=1.5md=1.5\text{m} より、光源から点Bまでの直線距離 rr は、
r=22+1.52=4+2.25=6.25=2.5 m r = \sqrt{2^2 + 1.5^2} = \sqrt{4 + 2.25} = \sqrt{6.25} = 2.5 \, \text{m}
入射角を θ\theta とすると、cos⁡θ=hr=22.5=0.8\cos\theta = \frac{h}{r} = \frac{2}{2.5} = 0.8 です。
逆二乗則と余弦則より、
Eh=Ir2cos⁡θ=2392.52×0.8=2396.25×0.8=38.24×0.8≈30.6 lx E_h = \dfrac{I}{r^2} \cos\theta = \dfrac{239}{2.5^2} \times 0.8 = \dfrac{239}{6.25} \times 0.8 = 38.24 \times 0.8 \approx 30.6 \, \text{lx}
最も近いのは 31 lx です。

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