第三種電気主任技術者・2023年度 下期・機械

2023年度 下期 機械 問17(a)

(選択問題:問17又は問18のどちらかを選んで解答)
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 15000 lm である。この点光源二つ(A及びB)を屋外で図のように配置した。地面から点光源までの高さはいずれも4mであり、AとBとの距離は6mである。次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし、考える空間には、A及びB以外に光源はなく、地面や周囲などからの反射光の影響もないものとする。

図において、点光源Aのみを点灯した。Aの直下の地面A'点における水平面照度の値 [lx][\text{lx}] として、最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

2023年度 下期 機械 問17(a)の問題図1

出典:第三種電気主任技術者 2023年度 下期 機械 問17(a)

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正答:(2)

要点

正解は(2)。照明の問題では、光度・照度・距離の関係を式に沿って整理することがポイントです。 光度と距離から照度を求める基本関係を崩さずに使い、どの位置の値を問われているかを確認することが要点です。

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この問題では、光度と距離から照度を求める基本関係を崩さずに使い、どの位置の値を問われているかを確認することがポイントです。

全光束 Φ=15000 lm\Phi = 15000 \, \text{lm}。均等放射点光源の光度 II は、
I=Φ4π=150004π [cd] I = \dfrac{\Phi}{4\pi} = \dfrac{15000}{4\pi} \, [\text{cd}]

点A'は光源Aの直下(入射角 θ=0\theta = 0)。距離 h=4 mh = 4 \, \text{m}。
水平面照度 EA′=Ih2=150004π×42=1500016×4π≈15000201.06≈74.6 [lx]E_{A'} = \dfrac{I}{h^2} = \dfrac{15000}{4\pi \times 4^2} = \dfrac{15000}{16 \times 4\pi} \approx \dfrac{15000}{201.06} \approx 74.6 \, [\text{lx}]
最も近いのは 75。

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