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第三種電気主任技術者令和6年度 上期理論問 17(b)

令和6年度 上期 第三種電気主任技術者 理論 問17(b)

難度標準

図3を用いて、図1の端子b-c-d間をY結線回路に変換したとき、図1の端子a-d間の合成静電容量C0の値[μF]として、最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

問17の図表1

選択肢

解説

結論 → 詳細 → 補足 の 3 層構成

展開
結論Layer 1

設問(a)の結果より、図1のb-c-d間のΔ結線(3μF×3)を、中性点oを介した容量9μFずつのY結線3本(b-o、c-o、d-o)に置き換える。すると図1全体は次の構成になる。

・a-b間:9μF(元の回路の素子)

・b-o間:9μF(Y変換で得た枝)

・a-c間:18μF(元の回路の素子)

・c-o間:9μF(Y変換で得た枝)

・o-d間:9μF(Y変換で得た枝、これが端子dへの唯一の接続)

詳細Layer 2
展開

a-o間には、a-b-oを通る経路とa-c-oを通る経路の2つがあり、これらは並列である。

経路1(a-b-o、直列): (9×9)/(9+9) = 81/18 = 4.5 μF

経路2(a-c-o、直列): (18×9)/(18+9) = 162/27 = 6.0 μF

これらが並列なので、a-o間の合成容量は 4.5 + 6.0 = 10.5 μF

補足Layer 3
展開

最後に、a-o間(10.5μF)とo-d間(9μF)が直列になるので、

C0 = (10.5×9)/(10.5+9) = 94.5/19.5 ≈ 4.846 μF

したがって最も近い値は(3)4.8である。

各選択肢の解説

(1)

3.0

3.0μFは、a-o間でa-c-o経路の6.0μFを見落とし、a-b-o経路4.5μFだけをo-d間9μFと直列合成した4.5×9/(4.5+9)=3.0μFに一致する。並列経路を一つ欠くため誤り。

(2)

4.5

4.5μFは、a-b-o経路の部分合成容量(9μFと9μFの直列)の値そのものであり、端子a-d間全体の合成容量C0ではない。部分計算結果と最終結果を混同した値と考えられる。

(3)

4.8

4.8μFが正しい。a-b-o経路(4.5μF)とa-c-o経路(6.0μF)の並列合成(10.5μF)を、さらにo-d間(9μF)と直列合成すると、C0=94.5/19.5≈4.846μFとなり、最も近いのは4.8である。

(4)

6.0

6.0μFは、a-c-o経路の部分合成容量(18μFと9μFの直列)の値そのものであり、端子a-d間全体の合成容量C0ではない。部分計算結果と最終結果を混同した値と考えられる。

(5)

9.0

9.0μFは、設問(a)で求めたY結線の1枝あたりの容量Cの値と一致するが、端子a-d間全体の合成容量C0の計算結果(約4.8μF)とは異なる。設問(a)の答えと設問(b)の答えを混同した値と考えられる。

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 理論科目 問17(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。

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何が問われるか
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