第三種電気主任技術者・2014年度・理論

2014年度 理論 問8

図の交流回路において、電源を流れる電流 II [A] の大きさが最小となるように静電容量 CC [F] の値を調整した。このときの回路の力率の値として、最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

[回路]
電源 VV [V], 50 Hz
並列回路:

  • 左側:可変コンデンサ CC [F]
  • 右側:インダクタ 11 H と 抵抗 100Ω100 \Omega の直列
2014年度 理論 問8の問題図1

出典:第三種電気主任技術者 2014年度 理論 問8

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正答:(5)

要点

正解は(5)。並列回路において電源電流 II が最小になる状態は「並列共振」状態である。合成アドミタンスは Y=jωC+1R+jωLY = j \omega C + \dfrac{1}{R + j \omega L} とみなせ、電流最小条件は虚数部が 0 になることです。

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並列回路において電源電流 II が最小になる状態は「並列共振」状態である。
合成アドミタンスは Y=jωC+1R+jωLY = j \omega C + \dfrac{1}{R + j \omega L} とみなせ、電流最小条件は虚数部が 0 になることです。
このとき、回路全体の合成アドミタンスの虚数部(サセプタンス)が 0 となり、アドミタンスの大きさは最小(インピーダンスは最大)となる。
サセプタンスがキャンセルされると、回路全体としては純抵抗成分のみを持つように見えるため、電圧と電流の位相差は 0 となる。
したがって、力率 cos⁡θ\cos \theta は 1 となる。

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