巻上荷重W[kN]の物体を毎秒v[m]の速度で巻き上げているとき,この巻上用電動機の出力[kW]を示す式は。ただし,巻上…

一般問題 第10問

巻上荷重W[kN]の物体を毎秒v[m]の速度で巻き上げているとき,この巻上用電動機の出力[kW]を示す式は。ただし,巻上機の効率はη[%]であるとする。

第一種電気工事士(学科) 令和5年度 第10問の選択肢の図
正答 イ
正答は (1)。 【結論】 物体を巻き上げるのに必要な仕事率(巻上機の出力)は、荷重と速度の積です。  巻上げに必要な出力 = W[kN] × v[m/s] = W・v[kW] 電動機の出力は、巻上機の効率の分だけ大きくしなければなりません。効率はη[%]なので、小数に直すとη/100です。  電動機の出力 = W・v ÷ (η/100)         = 100W・v ÷ η[kW] 正しいのは(1)(イ)です。 【単位の確かめ】 1kN × 1m/s = 1kN・m/s = 1kJ/s = 1kWです。荷重をkNで与えれば、そのままkWで答えが出ます。
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【誤りの選択肢】 (2) 100W・v²/η  速度を2乗する理由はありません (3) 100ηW・v  効率を掛けています。電動機の出力は、必要な出力より大きくなるので、効率で割ります (4) 100ηW²・v²  荷重も速度も2乗する理由はありません 【間違えやすい点】 効率は1より小さい値です。効率で割れば値は大きく、掛ければ小さくなります。電動機は損失の分まで余計に出力しなければならない、と考えれば「割る」が正しいとわかります。

出典:令和5年度第一種電気工事士学科試験 問10(一般財団法人 電気技術者試験センター 公表)出典元ページ

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