第三種電気主任技術者・2017年度・理論

2017年度 理論 問9

R=5 Ω R=5 \, \Omega の抵抗に、ひずみ波交流電流
i=6sin⁡ωt+2sin⁡3ωt [A] i = 6 \sin \omega t + 2 \sin 3\omega t \, [\mathrm{A}]
が流れた。
このとき、抵抗 R=5 Ω R=5 \, \Omega で消費される平均電力 P P の値 [W] [\mathrm{W}] として、最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。ただし、ω \omega は角周波数 [rad/s] [\mathrm{rad/s}] 、t t は時刻 [s] [\mathrm{s}] とする。

出典:第三種電気主任技術者 2017年度 理論 問9

回答を選ぶ

選択すると結果を表示

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。

次の問題へ →
正答・解説を確認する

正答:(3)

要点

正解は(3)。ひずみ波電流の実効値 Irms I_{rms} は、各高調波成分の実効値の二乗和の平方根で表されます。

詳細解説を読む

ひずみ波電流の実効値 Irms I_{rms} は、各高調波成分の実効値の二乗和の平方根で表されます。
基本波成分(最大値 6A)の実効値 I1=62 I_1 = \dfrac{6}{\sqrt{2}}
第3高調波成分(最大値 2A)の実効値 I3=22 I_3 = \dfrac{2}{\sqrt{2}}

ひずみ波全体の実効値 I I は:
I=I12+I32=(62)2+(22)2=362+42=18+2=20 [A] I = \sqrt{I_1^2 + I_3^2} = \sqrt{\left(\dfrac{6}{\sqrt{2}}\right)^2 + \left(\dfrac{2}{\sqrt{2}}\right)^2} = \sqrt{\dfrac{36}{2} + \dfrac{4}{2}} = \sqrt{18 + 2} = \sqrt{20} \, [\mathrm{A}]

消費電力 P P は I2R I^2 R で求められます。
P=(20)2×5=20×5=100 [W] P = (\sqrt{20})^2 \times 5 = 20 \times 5 = 100 \, [\mathrm{W}]

よって正解は(3)です。

関連問題

考え方を確認する補足解説