図の負荷はY結線で,各相は R,L,C の3素子が並列に接続されている。電源中性点と負荷中性点は結ばれていないが,負荷は3相とも同じ構成の平衡負荷なので,各相の負荷には相電圧 E = 200/√3 V が加わる。
令和7年度 下期 第三種電気主任技術者 理論 問15(a)
図のように線間電圧200 V,周波数50 Hzの対称三相交流電源にRLC負荷が接続されている。R=10 Ω,電源角周波数をω [rad/s]として,ωL=20 Ω,1/(ωC)=20 Ωである。
(a) 電源電流 I 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。

選択肢
解説
結論 → 詳細 → 補足 の 3 層構成
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解説
結論 → 詳細 → 補足 の 3 層構成
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各相のアドミタンス:
Y = 1/R + 1/(jωL) + jωC = 1/10 − j(1/20) + j(1/20) = 0.1 S(純抵抗)
補足Layer 3展開閉じる
ωL=1/(ωC)=20 Ω なので,L と C は50 Hzで並列共振しており,L に流れる電流と C に流れる電流は大きさが等しく位相が逆で打ち消し合う。したがって各相の負荷は R=10 Ω だけと等価になる。
相電圧:E = 200/√3 ≒ 115.5 V
電源電流(線電流=相電流):I = E/R = 115.5/10 ≒ 11.55 A → 最も近いのは 11.5 A
なお,各相の L(または C)にはそれぞれ 115.5/20 ≒ 5.77 A が流れているが,互いに打ち消し合うため電源側の電流には現れない。
各選択肢の解説
- (1)
5.77
誤り。5.77 A は相電圧115.5 Vを20 Ωで割った値で,各相の L(または C)単独に流れる電流の大きさに一致する。L と C の電流は逆位相で打ち消し合うため,電源電流にはならない。
- (2)
7.00
誤り。7.00 A は正しい電源電流 11.55 A の約0.6倍で小さすぎる。相電圧115.5 Vからこの電流が流れるには各相のインピーダンスが約16.5 Ωである必要があるが,本問の各相は L・C の並列共振により R=10 Ω と等価であり,この値にはならない。この値に対応する典型的な誤った計算経路は特定できない。
- (3)
11.5
正しい。L と C の並列共振により各相は R=10 Ω と等価になり,I=(200/√3)/10 ≒ 11.55 A で,11.5 A が最も近い。
- (4)
14.0
誤り。14.0 A は正しい電源電流 11.55 A より約2.5 A 大きい。相電圧115.5 Vからこの電流が流れるには各相のインピーダンスが約8.25 Ωである必要があるが,各相の等価インピーダンスは R=10 Ω であり,この値にはならない。この値に対応する典型的な誤った計算経路は特定できない。
- (5)
22.5
誤り。22.5 A は正しい電源電流 11.55 A の約2倍である。相電圧115.5 Vからこの電流が流れるには各相のインピーダンスが約5.1 Ωである必要があるが,L と C の電流は打ち消し合って電源電流に加わらないため,各相の等価インピーダンスは R=10 Ω であり,この値にはならない。この値に対応する典型的な誤った計算経路は特定できない。
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