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第三種電気主任技術者令和7年度 下期法規問 11(a)

令和7年度 下期 第三種電気主任技術者 法規 問11(a)

難度標準

問11 接地極及び接地抵抗測定について,次の(a)及び(b)の問に答えよ。

(a) 図1は大地抵抗率 ρ [Ω・m] の土壌に埋設された棒状接地極の概略図である。この接地極の接地抵抗 R [Ω] は①式で示されるものとする。

R = (ρ / (2πL))・ln(4L / d) ……①

ただし,L:接地極の長さ [m] d:接地極の直径 [m] π:円周率

であり,ln(4L / d) は 4L / d の自然対数を示す。

ここで,x = 4L / d と置いて①式を書き直すと②式となる。

R = (2ρ / (πd))・(ln(x) / x) ……②

②式中の ln(x) / x は,L ≫ d として 200 ≦ x ≦ 1 000 の範囲で図2の値となる。

今,ρ = 150 Ω・m,d = 14×10⁻³ m の条件で R を 100 Ω 以下としたいとき,これを実現するための L の最小長さ [m] として,最も近いものを次の(1)〜(5)から一つ選べ。ただし,ρ は深さによらず一定とする。

問11の図表1
問11の図表2

選択肢

解説

結論 → 詳細 → 補足 の 3 層構成

展開
結論Layer 1

x = 4L / d より L = xd / 4。これを①式に代入すると 2πL = πxd / 2 となるので,R = (2ρ / (πxd))・ln(x) = (2ρ / (πd))・(ln(x) / x) となり,②式が得られる。

詳細Layer 2
展開

係数を計算する。

2ρ / (πd) = 2×150 / (π×14×10⁻³) = 300 / 0.04398 ≈ 6 821 Ω

補足Layer 3
展開

R ≦ 100 Ω とするには

ln(x) / x ≦ 100 / 6 821 ≈ 0.01466

図2のとおり ln(x) / x は x の増加に対して単調に減少するので,x が大きいほど(d が一定なので L が長いほど)R は小さくなる。ln(x) / x = 0.01466 となるのは図2から x ≈ 410(数値計算では x ≈ 410.4)。

したがって必要な最小長さは

L = xd / 4 ≈ 410×14×10⁻³ / 4 ≈ 1.44 m

これに最も近い選択肢は 1.5 m((4))である。L = 1.5 m では R ≈ 96 Ω となり,100 Ω 以下の条件も満たす。

各選択肢の解説

(1)

0.7

L = 0.7 m のとき x = 4×0.7 / (14×10⁻³) = 200,ln(x)/x ≈ 0.0265,R ≈ 6 821×0.0265 ≈ 181 Ω。100 Ω を大きく超えるので条件を満たさない。

(2)

1.0

L = 1.0 m のとき x ≈ 286,ln(x)/x ≈ 0.0198,R ≈ 135 Ω。100 Ω を超えるので条件を満たさない。

(3)

1.2

L = 1.2 m のとき x ≈ 343,ln(x)/x ≈ 0.0170,R ≈ 116 Ω。100 Ω を超えるので条件を満たさない。必要な最小長さ約 1.44 m との差も約 0.24 m あり,(4) より遠い。

(4)

1.5

正答。L = 1.5 m のとき x ≈ 429,ln(x)/x ≈ 0.0141,R ≈ 96 Ω で 100 Ω 以下となる。必要な最小長さ約 1.44 m との差は約 0.06 m で,最も近い。

(5)

2.0

L = 2.0 m のとき x ≈ 571,ln(x)/x ≈ 0.0111,R ≈ 76 Ω で条件は満たすが,必要な最小長さ約 1.44 m との差が約 0.56 m あり,最も近い値ではない。

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年度下期第三種電気主任技術者試験 法規科目 問11(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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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。
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