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第三種電気主任技術者令和7年度 上期理論問 15(a)

令和7年度 上期 第三種電気主任技術者 理論 問15(a)

難度標準

図のように,相電圧 200 V の対称三相交流電源に,複素インピーダンス Ż = 5√3 + j5 [Ω] の負荷が Y 結線された平衡三相負荷を接続した回路がある。

【図より】電源は Δ 結線で,Ėa = 200∠0 V は矢印が b から a へ向き(a 側が高電位),Ėb = 200∠−2π/3 V は矢印が c から b へ向き(b 側が高電位),Ėc = 200∠−4π/3 V は矢印が a から c へ向く(c 側が高電位)。線電流 İ1 は a から a' へ流れる。

(a) 電流 İ1 の値[A]として,最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

問15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

Δ 結線電源では,各相の起電力がそのまま線間電圧になる。

詳細Layer 2
展開

起電力の矢印は先端側が高電位を表す。節点 a, b, c の電位を V̇a, V̇b, V̇c とし,線間電圧を V̇ab = V̇a − V̇b のように定義すると,図の矢印の向きから

V̇ab = Ėa = 200∠0 V,V̇bc = Ėb = 200∠−2π/3 V,V̇ca = Ėc = 200∠−4π/3 V

となる。これらの総和は 0 で,a→b→c の正相順である。

正相順では,Y 結線負荷の相電圧(負荷の中性点 n を基準とする電圧)は,大きさが線間電圧の 1/√3,位相が線間電圧より π/6 遅れる。よって

V̇a'n = (200/√3)∠−π/6 ≈ 115.47∠−π/6 V

負荷インピーダンスの大きさと偏角は

|Ż| = √((5√3)² + 5²) = √(75 + 25) = 10 Ω,偏角 = tan⁻¹(5 / 5√3) = tan⁻¹(1/√3) = π/6

であり,Ż = 10∠π/6 Ω となる。

İ1 = V̇a'n / Ż = 115.47∠−π/6 ÷ 10∠π/6 = 11.547∠−π/3 ≈ 11.55∠−π/3 A

したがって正解は(2)。

各選択肢の解説

(1)

20.00∠−π/3

誤り。大きさ 20.00 A は,線間電圧 200 V をそのまま |Ż| = 10 Ω で割った値に相当する。Y 負荷の各相にかかる電圧は 200/√3 ≈ 115.47 V なので,大きさは 11.55 A となる。位相 −π/3 は正しい。

(2)

11.55∠−π/3

正しい。V̇a'n = 115.47∠−π/6 V を Ż = 10∠π/6 Ω で割ると,İ1 = 11.55∠−π/3 A となる。

(3)

16.51∠−π/6

誤り。位相 −π/6 は負荷相電圧 V̇a'n の位相であり,Ż = 10∠π/6 Ω による π/6 の遅れを反映していない(正しくは −π/3)。大きさ 16.51 A も正しい値 11.55 A と一致しない。

(4)

20.00∠−π/6

誤り。大きさ 20.00 A は 200 V を 10 Ω で割った値に相当し,負荷相電圧 200/√3 V を用いていない。位相 −π/6 は負荷相電圧 V̇a'n の位相である。電流は負荷の偏角 π/6 だけさらに遅れるので,−π/3 となる。

(5)

11.55∠−π/6

誤り。大きさ 11.55 A は正しいが,位相 −π/6 は負荷相電圧 V̇a'n の位相である。誘導性負荷 Ż = 10∠π/6 Ω により電流はさらに π/6 遅れ,−π/3 となる。

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7年度上期第三種電気主任技術者試験 理論科目 問15(a)。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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