の執筆のため、電験三種で30点程度しか取れない方には難
しいのです。ただ70点を目指す学習の60点合格でもいいわ
けで、今回過去問から出題頻度の高い問題を集めました。
又これから電験三種を始める方のためサイドバーに基礎解
説用ページ１～5もあります。
★このページはH29～R2年分問題で作成しています★
2020年度の検証と2021年度試験のプチ対策もあり。
記事の更新はこれで終わりではありません、貴方が来年
受験する日までお付き合いします。
短絡した時はRはショートカットされるのです。Rがあるない
の電流値比較ですが、SWをONしてる時つまり負荷がLだけの
時の電流がI2です。閉じる＝ONにする、開くとはOFFにする
意味！_LのリアクタンスはωLだからI2=E÷ωLになる、又
R=3ωLで計算しなさいというのがI1の事です。
a+jb又はa-jbを値にする時は√(a×a+b×b)でこれを知らない
と複素数から大きさを求められないです。この方法は交流
回路計算ではよく使います。力率は(√3E/4ωL)÷(E/2ωL)
=√3/2でこれは力率角30°つまりπ/6の状態です。問題に
ある位相差θ1とはこの事。アレンジ問題として"θ１を求
めなさいが今後ありえます。
H29年度電験三種過去問_理論問5
AとB区間は短絡してるのでI3=0A、結局回路はこう簡素化できます。
閉回路における電圧降下式を作成して求めました。_同類の出題
に備えてこの短絡パターンを覚えておきましょう。
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H29年度電験三種過去問_理論問6
H22年度の問10でも説明しましたが直流電源での定常状態ではコン
デンサーには電流は流れません、電流経路はL1⇒R1⇒L2⇒R2です
から電流はR1+R2だけが影響します、コイルのエネルギーは1/2×
L×I×Iでコンデンサーが電圧がかかった状態でのエネルギーは
1/2×C×V×Vです。C1のコンデンサーにかかる電圧はR1の抵抗
電圧です、LとCがミリ(0.001)の単位である事に注意しましょう。
以上から各エネルギーを求め総計しました。_(後で気づきました
が文字が曲がってるのは撮った時に紙が浮いた様です）
過去問題解説２でも説明しましたがこういうm単位(0.001)を扱う
計算では指数計算で行うと電卓がなくてもスムーズにできます！
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H29年度電験三種過去問_理論問7
中学か高校か忘れたけど、高校の物理かもしれませんが電子の
向きは電流とは逆というのを習いました。丸暗記してください。
計算は抵抗から電流を出したり、電力量の簡単な計算です。
電力×時間が電力量です。通常使うKWHとは10KWHでは、1KWの
電力を1時間使った時の電力量です。秒の単位で扱うと数字が
大きくなり過ぎるため不便です。尚、正解は１番です。
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H29年度電験三種過去問_理論問8
回路電圧、電流、リアクタンスも与えられているので並列部分
が3Ωとすぐわかります、並列部分の電圧をVP共通として式を
立てるとR1=3R2の関係がわかります、更に並列抵抗式にR2=R1/3
を代入して変形していくとRの4倍がR1と求められます。
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H29年度電験三種過去問_理論問9
瞬時値式のsinωt前の数字は最大値を意味していて、計算で使う
実効値はそれをルート２で割ります、こういう場合の合成の方法
は丸暗記で構いません。_複数の瞬時値波形の電流や電圧の合成
が必要な時はこうして求めてください。
H29年度電験三種過去問_理論問15
見た目でこんな怪しい実験なんてわからない！_とは思わないで
意外と単純な質問である事も多いのです。
SWの切替で知れる情報を冷静に考えれば複雑な計算は不要
でこういう問題はたいてい解けます。SWを2側にすると短絡
状態となり関係する抵抗はR1のみに気がつけるかがポイント！
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H29年度電験三種過去問_理論問16
この問題は三相交流の基礎特性や力率改善を学ぶのにとても良い
問題と思います。
単相交流の力率計算と何ら変わらないです。ただ有効電力算出では
相電流を二乗してＲに掛けたら三相なので３倍する必要があります。
又は３個相があるからがより正確な言い方ですね。_もちろん三相
有効電力Pはルート3×線間電圧×電流×力率でも求められます。
P=1.732×200×22.04×0.95≒7253W...あれ微妙に少し違う？
これはいろんな算出で無理数の答えを四捨五入とかで端数を切り捨
てているため、微妙に一致しないのです。
できるだけ誤差を最小限に計算したらこんな感じでしょうか？
V=200V、R=5ΩもJUSTですがインピーダンスは上の式を見て
わかる様に完璧なJUST値ではないのです、まったく誤差のない
値は無理、電験三種試験もそこまでは要求していません。
I1がRLのスター結線の線電流、相電圧で算出してるため200Vをルート3
で割ります、ICPはデルタコンデンサーの相電流、線電流のI2はデルタ
結線だからICPをルート3倍しました、
I1とI2を加算した複素数式を作り、虚数部が0になる条件からCを求め
ています、この辺は普通の単相交流での計算と何ら変わる事はありま
せん。_三相はデルタでは線間電圧=相電圧、線電流=ルート3×相電流
スターでは線電流=相電流、線間電圧＝ルート3×相電圧の関係があり
こうした力率計算にも影響する点は注意が必要です。＿三相回路での
力率改善問題はB問題で出題される事が多い様に思います。
接続したコンデンサーがデルタ結線ではなく、スター結線ですとＣの
値が下の様に違ってきます、結線が異なるとコンデンサーに流入する
電流が異なるためこうした違いが発生するのです。
三相交流回路計算ではこれを知らないと解けない問題が時々出ます。
必ず暗記されてください⇒デルタをスターに変換するとインピーダ
ンスは1/3になります。逆なら３倍になります！
こういう問題ではデルタ部分をまずはスター変換できないと解答不能
に至ります。デルタ(12+j9)を３で割ってスター(4+j3)となりました。
有効電力と無効電力の両方を求める場合はインピーダンスと電圧
がわかっていれば一度に求める事は可能です。電圧を二乗して
インピーダンスで割リ算をします。
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H30年度電験三種過去問_理論問5
消費電力と抵抗値から許容電流は算出できます。
並列接続と違い直列では25mAしか流せない制約が発生します。
その時の両端の電圧は7.5V
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H30年度電験三種過去問_理論問7
重ね合わせの定理で解きました、I1が電圧源の時Rに流れる電流でI2が
電流源の時の同じ電流です、SWを切った状態(電流源だけ)からSWを入
れると電流が2倍になるとの事なのでI1+I2=4としてRを求めました。
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H30年度電験三種過去問_理論問9
正解は３ですが並列共振はよく出題されるのでこの問題は必ず暗記し
てください。_共振周波数f=1/2πf√LCに問題のLとCの値を入力します。
下の様にICとILが互い等しく逆位相となり、打消すために結果として
抵抗分の電流IRのみ存在する現象です、つまり力率は１です。問題回
路では電圧10Vで抵抗は2Ωですから5Aで、電圧と同相になります。
f0が並列共振周波数でその時に回路全体のインピーダンスは最大
になり主回路に流れるのはＲによる電流だけです。
RLC直列回路の共振では共振周波数になるとωLと1/ωCが等しく
なり打消し消え、インピーダンスは抵抗だけの最小値となる。
逆に回路電流は最大になるという現象です。_最低限これらの
性質は丸暗記してください。
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H30年度電験三種過去問_理論問10
時定数を求める問題は昨年、その前と２年連続出題され
ました。答えはCRですから0.5(s)、10秒で解ける問題で
すがそれを知らない人は無理です。注意は今回は1(F)で
すからそのままの掛け算でいいけどmとかあれば10のマイ
ナス3乗が必要、Cの単位に注意してください。
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H30年度電験三種過去問_理論問14
答えは５番、単位は過去10年間でもA問題として何回か出題
されています、最低限この程度は暗記しておきましょう。
この単位変換で私に一番役立ったのは1W=1J/S、たとえば具体例
１０リットルの水槽、15℃から25℃に100Wヒーターで加熱したら
何分かかるか、およそ１０分でした。
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H30年度電験三種過去問_理論問15
極座標表示⇒直交座標表示にする公式から各電圧を求めます。
位相差のある電圧間は単純に＋－ができないので面倒ですが
複素数計算で求めるしかないのです。もしEbとEcの位相差が
同じなら0Vになります。
抵抗にかかる電圧の向きを見ながら電圧差を求めます。
三相スター結線で線間電圧が相電圧の√３倍になる理由です。
複素数計算は大きさと位相を同時に計算するから視覚的に考
えなくてもこうした計算ができるのです。
ベクトルで説明すると下の場合ではEa-Ebですね、上の式で
3V/2+j√3V/2とありますがこれのtanθは1/√3です、これは
想像すると30度の三角計のtan値ですからEabの基準電圧との
位相差はπ/6ラジアン又は30度です。_tanθ1/√3なら底辺
が√3で高さが1の三角計でそれは30度の三角計です、電験
三種では30.45.60度の三角計の三辺の比は知っておきたい
です。関数電卓使えないから出題問題もそのどれかです！
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R1年度電験三種過去問_理論問5
回路を頭の中でこう変形したら問題が私は見えてきました。
見方さえ変えたらこの問題はこんなに簡単でした。
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R1年度電験三種過去問_理論問6
電圧と電流から全体抵抗RTを知る、並列部分の式を入れて全体抵抗
の式を作る、Rの上の部分の電圧VPを知る、P=V×V÷Rで消費電力を
求める基本パターンで解ける問題でした。
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R1年度電験三種過去問_理論問7
定常状態でありコンデンサーには電流は流れない、コイルLはDC
電源のため定常状態では単なる0Ω負荷、従いこの回路はR2とR3の
並列回路だけに通電するだけの回路です。従い正解は４番。
もし電源が交流ではどうなるのか？
たぶん電源が交流でこの回路は出題されないとは思います。ただ
交流ですとすべての回路に電流は流れるので難しくなります。
交流並列回路での力率に関する計算はインピーダンスではなく
電流で考えた方が解き易い事が多いと私は感じます。
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R1年度電験三種過去問_理論問8
I1が直流電源だけの時の回路電流、直流電源ではコンデンサー
に電流は流れません、I2が交流電源だけの時の回路電流です。
直流電源と交流電源の電流を合成する時は矢印の様に行います。
これは丸暗記してください。それさえ知ってればこの問題は難
解な問題ではありません。知らないから難解に見えるだけです。
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R1年度電験三種過去問_理論問9
電源電圧が１Vとなると扱う電流は小さくなるため電卓を
最後使うにしても慎重に計算が必要です、面倒だからと
途中式を四捨五入で扱うと計算流れは合っていても最後
で正しく比較できないかもしれません。
周波数に影響するのはLC回路のみですからそこの
電流の大小で判断すればいいのです。後で３個の
周波数のケースで比較計算が必要なので扱い易い
様に私はこう変形しました。
最後まで完全に分数で計算する事！_3/20や8/30は分子と
分母を10で割ればどちらが大きいか一目でわかります。
0.3/2=0.15、0.8÷3>0.2だからI2＜I1＜I3です。
いちいち電卓に頼らない！_I2=0これは並列共振では？
ω=10(krad)ですとXL=XC=10Ωです。だから0Aになるの
です。_それとωがK単位である事を見逃さない事。
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R1年度電験三種過去問_理論問10
時定数とはコンデンサー初期電圧の37%になる電圧と覚える。
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R1年度電験三種過去問_理論問16
スター接続のため電圧200Vをルート３で割る事を忘れない事
後は並列の単相交流回路の電流を求めます。IR.IL.ICを加算
して大きさに変換した物が回路電流です。
有効電力ですからＲの消費電力の事、三相なので３倍！
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★2020年度の理論は易しい出題もあり単独合格率は20%、普通に
勉強した方なら下９問は絶対に解けています。又載せてない
けどA問題で簡単なのが他に２問もありました。受験者にかなり
有利な年でしたね。コロナ影響も考えなるべく早く試験を終え
退散させるという意図もあったのでしょうか？普通に勉強され
た方ならば、問題を見た瞬間に10問は楽勝として微笑まれたと
私は推測します。
R2年度電験三種過去問_理論問4
基礎ページでも説明しましたが磁力線の問題は毎回同じ
様なのが出題されます。覚えていないで落とすのだけ
は絶対にない様にしてください。答えは４番です。
磁力線はN極から出て、S極に入ります。
磁力線の接線の方向は、その点での磁界の方向です。
磁力線は途中で折れ曲がったり、交わることはない。
磁界の強いところほど、磁力線は密になります。
磁力線の密度と磁界の強さは一致しています。
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R2年度電験三種過去問_理論問5
難解ではないのでヒントから、今回は貴方が解答確認して
みてください。尚正解は４番です。
私のBlog基礎コースPART1の説明の知識でいけます！
9.抵抗率、導電率
電線の抵抗値を決める条件です、試験で出題されて計算
する時に断面積を求める場合は下の公式が便利です。
ρは値が小さいので試験では計算間違いをしない様に
意識してください。
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R2年度電験三種過去問_理論問6
この問題は第二種電気工事士レベルの問題、各抵抗に流れる
電流を求めて消費電力を比較するだけ、こういうサービス問題
は絶対にGETしてください。答えは２番です。
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R2年度電験三種過去問_理論問7
最近の出題を見て思うのですがわざわざ回路を折り返しして
出題して何の意味があるのでしょうか？力を試すのなら下の
様な出題にすればいいのです。ここまで読んでくれた貴方な
ら簡単です。上同様計算をされてみてください。答えは１番。
このブリッジは平衡してない、RΩの抵抗がない時の開放電圧
Vab、電源を短絡させRΩの抵抗がない時のその点からの抵抗
Rab、接続抵抗Rに流れる電流IはVab÷(R+Rab)です。つまり
テブナンの定理。使える技があるほど人より短時間で問題
が解けるのです。
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R2年度電験三種過去問_理論問8
インピーダンスはオームの法則でV÷Iで100Ωだけは最初に
気がつかないといけません。答えは当然４盤です。Cの単位
が0.000001なのに注意しましょう。静電容量の単位はμやP
なので指数計算で行う様にしましょう。電験では関数電卓
は使えませんから普通の電卓ではキーミスの可能性がとても
高いです。マークシートの選択範囲が僅差でないならば下
の様に近似計算で正解を選択可能な値を迅速に計算可能。
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R2年度電験三種過去問_理論問9
つまりこの回路は並列共振状態、共振してると記載
せずに受験者に気がつかせるという意図もありです。
並列共振すればIL=ICで虚数成分は0となり回路電流は
IRのみとなる、直列共振ではZ=R+j(XL-XC)において
XL-XCが0になる事でZ=R、つまり回路電流が最大になる。
XL=XC、更にωL=1/ωCからω=２πfとして共振周波数
を求めるとf=1/2π√(LC)は暗記しておく事。これは
回路を解く時だけでなく文章問題でも出題頻度が高い。
こんな回路状態の出題があった時は共振状態でないか
必ずCHECKしてください。
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R2年度電験三種過去問_理論問10
最終状態と言い回しに惑う必要はなく様はコンデンサー
にはDC電流は定常状態では流れないと理解すればいい
そうなれば単に１Ωと3Ωの直列抵抗にあって1Ωに
かかる電圧だから2.5Vです。時定数を求めるための
Rは電源を短絡させての3Ωと1Ω並列抵抗なので
0.75Ω、T=CR=1×0.75=0.75(S)となります。
時定数問題は３年連続出題されてるのでその３年分
の解答パターンは暗記しておきましょう。
2021年も時定数と共振状態を扱う問題は出題される
可能性が高いので再度過去問題での同様な主題の
パターンはCHECKしておきましょう。
R2年度電験三種過去問_理論問15
電圧、電流の相と線路の電流の変化の知識は必要ですが
計算自体は1相だけで考えて計算すればいいのです、B問
題で三相回路の電力とか電流を求める問題も頻度が高い。
電力の場合は１相分で計算したら最後に３倍するんです。
B問題は10点なのでB問題は最低でも１問は正解しないと
合格はヤバイです。時々B問題レベルのA問題が刺客の様
に潜んでるのでなにげに難しいと思えるA問題は後回し
にしましょう、とにかく★解答できる問題だけをすべて
解答してしまう★のが大切です。
デルタ部分の抵抗をスター変換で1/3にして相電圧は
200÷√３ですからその電流I、ただ題意は相電流で
すからIは最後に√３で割ります。
有効電力は電圧×電流×COS(電圧と電流の位相差)です。
力率からいつもの三角形を考えるとSINもわかります。
後は計算するだけですが正確に解けば3700Wは算出で
きますが、あそこをほぼ1と考えたら概略では答えは
4000W程度、選択を見れば3番とわかります。今回は
あえて市販模範解答とは違う方法で解いてみました。
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R2年度電験三種過去問_理論問16
言葉だけ読むと難解ですが、紙に書けばこの問題はサービス
B問題です。まずイメージ化しましょう。
各電圧計に流せる電流はV1の方が8.3mAと低いので直列
回路ではV2電圧計に流れせる電流も8.3mAまでです。
その時のV2電圧計の値V3を求めてV1の定格150Vと加算
したら400Vです、次は両方の電圧計をフルに使うなら
ば電流はV2の電流定格10ｍAにする必要があります。
そうなるとV1の電圧計には余分な1.7mAが分流する
抵抗を並列に接続するしかありません。並列抵抗の
分流は抵抗値に反比例するので以下式を作成すれば
接続する抵抗90KΩが得られます。
今回取り上げた問題だけでも55点GET、貴方自身の点も加算
したら60点は楽勝で超えます。ここまですべて解ける方が
2021年試験にて、前回と同じ点数で不合格になる事は絶対
にありえない。断言します。次回は逆に10年前より古い理
論問題を解説します。昔の問題出題は素直ですが難易度の
高い問題が割りと多くスキルアップになります。私のBLOG
で過去問対策も完璧です。
★⇒電験三種基礎最新記事へ
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