第三種電気主任技術者・2024年度 上期・理論

2024年度 上期 理論 問15(a)

図の交流回路において、回路素子は、インダクタンス LL のコイル又は静電容量 CC のコンデンサである。この回路に正弦波交流電圧 v=500sin⁡(1000t)v = 500\sin(1000t) [V] を加えたとき、回路に流れる電流は、i=−50cos⁡(1000t)i = -50\cos(1000t) [A] であった。このとき、次の(a)及び(b)の問に答えよ。

回路素子の値として、最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

2024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 2024年度 上期 理論 問15(a)

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正答:(4)

要点

正解は(4)。電流が電圧より 90 度遅れているので素子はコイルです。リアクタンス XL=Vm/Im=10 ΩX_L=V_m/I_m=10\ \Omega から L=10 mHL=10\ \mathrm{mH} と求まります。

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正解は(4)です。
電流の位相遅れから素子の種類を決め、リアクタンスからインダクタンスを求める問題です。

電流の位相を確認します。
i=−50cos⁡(1000t)=50sin⁡(1000t−π2)i = -50\cos(1000t) = 50\sin(1000t - \dfrac{\pi}{2})
電流の位相は電圧 vv に対して π2\dfrac{\pi}{2} 遅れています。
「遅れ電流」なので、回路素子はインダクタンス LL(コイル)です。
リアクタンス XL=VmIm=50050=10ΩX_L = \dfrac{V_m}{I_m} = \dfrac{500}{50} = 10 \Omega
角周波数 ω=1000\omega = 1000 rad/s より、
XL=ωL  ⟹  10=1000LX_L = \omega L \implies 10 = 1000 L
L=101000=0.01 H=10 mHL = \dfrac{10}{1000} = 0.01 \text{ H} = 10 \text{ mH}
以上より、選択肢(4)が正解です。

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