メインコンテンツへスキップ
第三種電気主任技術者令和6年度 上期電力問 15(b)

令和6年度 上期 第三種電気主任技術者 電力 問15(b)

難度標準

水車の種類、回転速度と比速度の関係について、次の(a)及び(b)の問に答えよ。

小問(a)の条件:有効落差200m、水車出力85000kW、比速度100 m・kW。

この水車を同期発電機と直結し,50 Hzの電力系統に接続して,同様に有効落差200m,水車出力85000kWで運転する場合,小問(a)の回転速度に最も近い回転速度で運転できる同期発電機の磁極数とそのときの回転速度による比速度の組合せとして,最も適切なものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

選択肢

解説

結論 → 詳細 → 補足 の 3 層構成

展開
結論Layer 1

同期発電機の回転速度(同期速度)Ns[min⁻¹]と磁極数p、周波数f[Hz]の関係は Ns = 120f/p である。

詳細Layer 2
展開

f=50Hzなので Ns = 6000/p。近接する偶数磁極数を含めて計算すると、p=28→Ns≈214.3、p=26→Ns≈230.8、p=24→Ns=250.0、p=22→Ns≈272.7となる。小問(a)で求めた回転速度258 min⁻¹との差はそれぞれ約43.7、27.2、8、14.7であり、選択肢外の22極も含めて最も近いのはp=24である。したがって磁極数は24が適切。次に、このNs=250 min⁻¹で運転したときの比速度を(a)と同じ式 ns = N・√P / H^(5/4) で計算すると、H^(5/4)≈752.1、√P≈291.5であるから、ns = 250 × 291.5 / 752.1 ≈ 96.9 ≈ 97 m・kW となる。よって磁極数24・比速度97 m・kWの組合せが正しく、正答は(5)である。

各選択肢の解説

(1)

磁極数28 比速度83 m・kW

磁極数28はNs≈214.3 min⁻¹となり、258 min⁻¹との差(約43.7)はp=24の場合(差8)より大きく、最も近い磁極数ではない。比速度83 m・kWはNs≈214.3で計算した場合の値と整合するが、磁極数自体が不適切なため誤り。

(2)

磁極数28 比速度97 m・kW

磁極数28はNs≈214.3 min⁻¹となり最も近い磁極数ではない。さらに比速度97 m・kWはp=24(Ns=250)の場合の計算値であり、p=28の回転速度から求めた比速度(約83)とは一致しないため、磁極数と比速度の組合せ自体も内部的に矛盾しており誤り。

(3)

磁極数26 比速度89 m・kW

磁極数26はNs≈230.8 min⁻¹となり、258 min⁻¹との差(約27.2)はp=24の場合(差8)より大きく、最も近い磁極数ではない。比速度89 m・kWはNs≈230.8で計算した場合の値とは整合するが、磁極数自体が最も近い値ではないため誤り。

(4)

磁極数24 比速度83 m・kW

磁極数24はNs=250 min⁻¹となり、258 min⁻¹に最も近い磁極数として正しい。しかし比速度83 m・kWはNs=250で計算した比速度(約97)とは一致せず、p=28の場合の値であるため、磁極数と比速度の組合せとして矛盾しており誤り。

(5)

磁極数24 比速度97 m・kW

磁極数24はNs=250 min⁻¹となり258 min⁻¹に最も近く適切。さらにこのNs=250から計算した比速度は約97 m・kWとなり、選択肢の値と一致する。磁極数・比速度とも計算結果と整合するため、最も適切な組合せ。

この解説は?
AI生成

解説は公式の問題文・公式解答を基に作成しています。 事実誤認・選択肢の取り違え・最新法令の反映漏れ等を含む可能性があるため、 重要な判断は必ずリンク先の公式資料でご確認ください。

最終更新:

出典:令和6年度上期第三種電気主任技術者試験 電力科目 問15(b)。問題文・選択肢を読みやすく整形。

検証プロセス・誤り報告フローは 運営透明性レポートで公開しています。

分野「電力」の学習ポイント

この問題の理解を「分野全体の力」に広げるための足がかり

何が問われるか
本問の分野で問われる代表的な知識・用語の整理。
学習の進め方
正解/誤答の選択肢ごとに「なぜ正しい / なぜ違うのか」を1行ずつ言語化すると定着する。
関連キーワード
電力
この分野の問題をもっと解く
AI コパイロット

この問題を AI と深掘りする

用語解説・選択肢分析・類題生成をその場で対話。クイズモードでは解答→解説がゼロ遷移。

クイズモードで開く

関連する問題

電力 の他の問題

他試験の同テーマ問題

トピック「電力」を扱う他試験区分の過去問

他年度の「電力」問題

第三種電気主任技術者 の同じ分野を年度をまたいで演習する

第三種電気主任技術者 の学習ガイド