ホーム / 2024年度 下期 理論 問15(b) 第三種電気主任技術者 ・ 2024年度 下期 ・ 理論
2024年度 下期 理論 問15(b)
図1のように、相電圧 200 V 200 \mathrm{V} 200 V 、周波数 50 H z 50 \mathrm{Hz} 50 Hz の対称三相交流電源に、抵抗とインダクタンスからなる三相平衡負荷を接続した交流回路がある。次の(a)及び(b)の問に答えよ。
図2のように、静電容量 C [ F ] C [\mathrm{F}] C [ F ] のコンデンサを Δ \Delta Δ 結線して、その端子 a', b' 及び c' をそれぞれ図1の端子 a, b 及び c に接続した。その結果、三相交流電源から見た負荷の力率は1になったという。静電容量 C C C の値 [ F ] [\mathrm{F}] [ F ] として、最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。
出典:第三種電気主任技術者 2024年度 下期 理論 問15(b)
回答を選ぶ 選択すると結果を表示 1 1.9 × 10 − 6 1.9\times10^{-6} 1.9 × 1 0 − 6
2 1.7 × 10 − 4 1.7\times10^{-4} 1.7 × 1 0 − 4
3 2.1 × 10 − 4 2.1\times10^{-4} 2.1 × 1 0 − 4
4 7.4 × 10 − 4 7.4\times10^{-4} 7.4 × 1 0 − 4
5 5.9 × 10 − 2 5.9\times10^{-2} 5.9 × 1 0 − 2
あとで見直す見直しを保存するには、設定で端末内の記録をON にしてください。
正答・解説を確認する 正答:(2) 要点 正解は(2)。力率 1 にするには、負荷の遅れ無効電力を Δ \Delta Δ 結線コンデンサの進み無効電力でちょうど打ち消します。先に負荷の無効電力を求めてから Q = 3 ω C V 2 Q=3\omega C V^2 Q = 3 ω C V 2 に代入すれば容量が決まります。
詳細解説を読む 負荷の無効電力とコンデンサの進み無効電力を等しくして、必要な容量を逆算する問題です。
力率が1になるということは、負荷の遅れ無効電力をコンデンサの進み無効電力で完全に打ち消したことを意味する。 負荷全体の無効電力 Q L Q_L Q L は、Q L = 3 × I p h a s e 2 × X L = 3 × ( 23.09 ) 2 × 4 ≈ 3 × 533.3 × 4 ≈ 6400 v a r Q_L = 3 \times I_{phase}^2 \times X_L = 3 \times (23.09)^2 \times 4 \approx 3 \times 533.3 \times 4 \approx 6400 \mathrm{var} Q L = 3 × I p ha se 2 × X L = 3 × ( 23.09 ) 2 × 4 ≈ 3 × 533.3 × 4 ≈ 6400 var これを打ち消すコンデンサ(Δ \Delta Δ 結線)の容量 Q C Q_C Q C も 6400 var 必要である。Δ \Delta Δ 結線コンデンサの相電圧は線間電圧と等しく 200 V 200\mathrm{V} 200 V 。Q C = 3 × 2 π f C V 2 Q_C = 3 \times 2\pi f C V^2 Q C = 3 × 2 π f C V 2 6400 = 3 × ( 2 π × 50 ) × C × 200 2 6400 = 3 \times (2\pi \times 50) \times C \times 200^2 6400 = 3 × ( 2 π × 50 ) × C × 20 0 2 6400 = 3 × 314 × C × 40000 6400 = 3 \times 314 \times C \times 40000 6400 = 3 × 314 × C × 40000 C = 6400 37680000 ≈ 1.698 × 10 − 4 F C = \dfrac{6400}{37680000} \approx 1.698 \times 10^{-4} \mathrm{F} C = 37680000 6400 ≈ 1.698 × 1 0 − 4 F 最も近い値は 1.7 × 10 − 4 1.7\times10^{-4} 1.7 × 1 0 − 4 。