電線の接続不良により,接続点の接触抵抗が0.2 Ωとなった。この電線に15 A の電流が流れると,接続点から1 時間に発…
一般問題 第3問
電線の接続不良により,接続点の接触抵抗が0.2 Ωとなった。この電線に15 A の電流が流れると,接続点から1 時間に発生する熱量[kJ]は。ただし,接触抵抗の値は変化しないものとする。
- イ11
- ロ45
- ハ72
- ニ162
正答 ニ
正答は (4)。
【結論】
発熱量はジュールの法則で求めます。電流の2乗と抵抗と時間を掛けます。
発熱量 = 電流² × 抵抗 × 時間
= 15² × 0.2 × 3600
= 225 × 0.2 × 3600
= 45 × 3600
= 162000[J]
= 162[kJ]
【単位を合わせる】
時間は秒で入れます。1時間は3600秒です。ここを1のまま計算すると45Jとなり、選択肢の(2)に近い値が出ます。
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答えはキロジュールで求められているので、1000で割ります。
【なぜ電流の2乗なのか】
電力 = 電圧 × 電流
電圧 = 電流 × 抵抗 (オームの法則)
この二つを合わせると、電力 = 電流² × 抵抗 になります。発熱量は電力に時間を掛けたものですから、電流の2乗が出てきます。
電流が2倍になると発熱は4倍です。接続不良で接触抵抗ができたときに発熱が問題になるのは、この2乗が効くためです。
【誤りの選択肢】
(1) 11[kJ] 電流を掛ける回数を1回にしたときなど
(2) 45[kJ] 時間を秒に直さず、1時間を1として計算したとき
(3) 72[kJ] 電流と抵抗の扱いを取り違えたとき
【間違えやすい点】
接触抵抗0.2Ωはごく小さな値ですが、そこに15Aが1時間流れ続ければ162kJの熱が出ます。電気工事で接続を確実にすることが求められるのは、この計算が示すとおりです。
出典:令和6年度上期第二種電気工事士学科試験 問3(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
最終更新日
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