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。
令和6年度 上期 第三種電気主任技術者 電力 問15(b)
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
展開閉じる
解説
結論 → 詳細 → 補足 の 3 層構成
詳細Layer 2展開閉じる
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。
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。
関連する問題
電力 の他の問題
- 第三種電気主任技術者令和6年度 上期 電力 問1水力発電所に関する記述として、誤っているものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
- 第三種電気主任技術者令和6年度 上期 電力 問2総落差200m、ポンプ水車・発電電動機1台よりなる揚水発電所がある。揚水時・発電時共に流量は100 m³/s、損失水頭は揚水・発電共に総落差の2.5%、ポンプ効率・水車効率共に85%、発電効率・電動機効率共に98%とし、損失水頭及び上記4種の効率は、揚程、落差、出力、入力の変化に…
- 第三種電気主任技術者令和6年度 上期 電力 問3一般的な排熱回収方式のガスタービンコンバインドサイクル発電を,同一出力の汽力発電と比較した記述として,誤っているものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
- 第三種電気主任技術者令和6年度 上期 電力 問41 gのウラン235が核分裂し,0.09 %の質量欠損が生じたとき,発生するエネルギーを石炭に換算した値[kg]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,石炭の発熱量を25 000 kJ/kgとする。
- 第三種電気主任技術者令和6年度 上期 電力 問5燃料電池の原理と特徴に関する記述として,誤っているものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
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
- 第二種電気主任技術者令和8年度 一次試験 電力 問1(1)次の文章は,火力発電所からのCO₂排出に関する記述である。文中の[ ]に当てはまる最も適切なものを解答群の中から選べ。 火力発電設備の熱効率を適正に維持することは,燃料消費量を低減し,CO₂排出量の抑制につながるため,大変重要である。例えば,汽力発電のボイラを運転するときには,…
- 第二種電気主任技術者令和8年度 一次試験 電力 問1(2)次の文章は,火力発電所からのCO₂排出に関する記述である。文中の[ ]に当てはまる最も適切なものを解答群の中から選べ。 火力発電設備の熱効率を適正に維持することは,燃料消費量を低減し,CO₂排出量の抑制につながるため,大変重要である。例えば,汽力発電のボイラを運転するときには,…
- 第二種電気主任技術者令和8年度 一次試験 電力 問1(3)次の文章は,火力発電所からのCO₂排出に関する記述である。文中の[ ]に当てはまる最も適切なものを解答群の中から選べ。 火力発電設備の熱効率を適正に維持することは,燃料消費量を低減し,CO₂排出量の抑制につながるため,大変重要である。例えば,汽力発電のボイラを運転するときには,…
- 第二種電気主任技術者令和8年度 一次試験 電力 問1(4)次の文章は,火力発電所からのCO₂排出に関する記述である。文中の[ ]に当てはまる最も適切なものを解答群の中から選べ。 火力発電設備の熱効率を適正に維持することは,燃料消費量を低減し,CO₂排出量の抑制につながるため,大変重要である。例えば,汽力発電のボイラを運転するときには,…
- 第二種電気主任技術者令和8年度 一次試験 電力 問1(5)次の文章は,火力発電所からのCO₂排出に関する記述である。文中の[ ]に当てはまる最も適切なものを解答群の中から選べ。 火力発電設備の熱効率を適正に維持することは,燃料消費量を低減し,CO₂排出量の抑制につながるため,大変重要である。例えば,汽力発電のボイラを運転するときには,…
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
モバイル片手演習でIPA試験の隙間時間を稼ぐ|通勤・昼休み・待ち時間の活用
IPA試験対策をモバイル片手で進めるための具体的な工夫を解説。通勤電車・昼休み・待ち時間で 1 日 30 分を稼ぐためのアプリ設定・演習ルーティンを紹介します。
過去問の誤答ふりかえり3ステップ|浅い見直しで時間を捨てないために
過去問演習で誤答した時に『なぜ間違えたか』を 3 ステップで構造化して見直す手順を解説。原因分類・対策メモ・類題演習で、同じミスを 2 回しない学習設計を紹介します。
過去問演習を分散学習で最適化する|エビングハウスとライトナーシステムの実践
分散学習(spaced repetition)の理論を、IPA過去問演習に落とし込む実践手順を解説。ライトナーシステムの活用、復習タイミングの設計、過去問AIでの自動化方法を紹介します。
AI学習ツールと予備校・通信講座の使い分け|IPA試験の最適な組み合わせ
IPA試験対策はAIツール一択ではなく、予備校・通信講座との使い分けが鍵。それぞれの強み・弱みと、組み合わせるべき学習者のタイプ別パターンを解説します。