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10 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10 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72
- ロ144
- ハ288
- ニ576
正答 イ
正答は (1)。
【使う式】
抵抗に電流が流れたときに発生する熱量(ジュール熱)は
H = I の2乗 × R × t [J]
で求めます。I は電流[A]、R は抵抗[Ω]、t は時間[s]です。ここで時間は秒であることに注意してください。
【値を入れる】
接触抵抗が 0.2Ω、電流が 10A、時間は1時間すなわち 3600秒 です。
H = 10 の2乗 × 0.2 × 3600
= 100 × 0.2 × 3600
= 20 × 3600
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= 72000 [J]
問われているのはキロジュールなので 1000 で割ります。
72000 [J] = 72 [kJ]
よって (1) が正答です。
【途中の意味づけ】
10 の2乗 × 0.2 = 20 の部分は、この接続点で消費される電力そのもので 20W です。20W の発熱が1時間続くのですから、20 × 3600 = 72000 J になります。まず電力を出し、それに秒数を掛けるという順に考えると、単位の取り違えが起きにくくなります。
【誤りの選択肢】
(2) 144kJ は 2時間分、あるいは抵抗を 0.4Ω として計算した値です。
(3) 288kJ は電流を20A としたときの値で、電流は2乗で効くため4倍になります。
(4) 576kJ は、さらにそこから倍にした値です。
【間違えやすい点】
時間を「1」のまま掛けて 20J としてしまう誤りが最も多く見られます。ジュールは1秒当たりのワットを積み上げた単位ですから、分や時間で与えられたときは必ず秒に直してください。接続不良で接触抵抗がわずか 0.2Ω 生じただけでも1時間に 72kJ もの熱が出る、という点が、電線の接続を確実に行うべき理由でもあります。
出典:令和7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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