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平成26年上期第2種電気工事士学科試験、計算、理論問題
第2種電気工事士の学科試験でつまずきやすいのが、計算やオームの法則等を使う理論問題です。
理論問題は、最初の10問に出題されます。学科試験の合格ラインは、60点以上と言われており、30問正解すれば合格ラインとなるため、仮に理論問題が全部間違えても合格は可能です。
真面目に勉強すれば、そんなには難しくないのですが、電気に馴染みの薄い方は勉強しにくいと思います。
[第2種電気工事士合格.com]では、そんな計算、理論問題を簡単に、ほとんど計算しなくても解けるノウハウを紹介します。
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平成26年上期の出題
最大値が148[V]の正弦波交流電圧の実効値[V]は。
イ.85、ロ.105、ハ.148、ニ.209
実効値は、最大値を超えることはありません。最大値が148Vなので、ハと二はこの時点で消去法で答えではなくなります(最高時速200kmの自動車でも、実際には200kmでることはないですよね)。
イ.85、ロ.105の二択になりましたが、計算の式や法則を覚えていなくても、選択肢を常識から考えて絞っていくことが、合格に近づく秘訣です。常識的に考えて200kmだせる自動車が100km少ししか速度がでないということはありませんから、イ.85も実効値としては低すぎと感じませんか。
実効値＝最大値÷√2という式があり、√2は、1.414として計算するので、この式からでも答えは導きだせます。
この式さえ覚えていれば、実効値が分かっていて、最大値を求める問題にも対処できます。
答え ロ.105
図のような回路で、端子a-b間の合成抵抗[Ω]は。
イ.1、ロ.2、ハ.3、ニ.4
合成抵抗を求める式として、積/和と法則があります。並列(上下に並べられた抵抗のこと、直列なら1本の線上に横に並ぶ)の抵抗は、上下の抵抗をそれぞれ分子は積(掛け算)、分母は和(足し算)することで合成抵抗がだせる。
赤丸の1の部分を積/和をすると、2×2/2＋2＝1Ω。次に赤丸の2の部分を積/和をすると、3×6/3＋6＝2Ω。
1Ωと2Ωは、直列なので足し算をし、3Ωとなる。最後に残った6Ωと積/和をすると、6×3/6＋3となり答えがでる。
答え ロ.2
図のような交流回路で、電源電圧102[V]、抵抗の両端の電圧が90[V]、リアクタンスの両端の電圧が48[V]であるとき、負荷の力率[%]は。
イ.47、ロ.69、ハ.88、ニ.96
同じような問題は過去にも出題されていますが、リアクタンスうんぬんは考えなくていいです。力率、％を求める問題で、コイルに使う48Vは無視して下さい。
第2種電気工事士の試験の回路図で、コイルの数値を使うのは、三相回路の時だけです。
コイルの48Vの数値を無視すれば、抵抗の90Vは、電源電圧の102Vの何%ですかという簡単な問題になり、90÷102=0.88。
答え ハ.88
電気抵抗R[Ω]、直径D[mm]、長さL[m]、の導線の抵抗率[Ω・m]を表す式は。
イ.πD2R/4L×106、ロ.πD2R/L2×106、ハ.πDR/4L×103、ニ.πDR/4L2×103
πD2R、4、106がある式を選ぶ。多少、式が変わっていても同じことです。暗記問題ですね。
答え イ.πD2R/4L×106
図のような三相3線式回路の全消費電力[kw]は。
イ.2.4、ロ.4.8、ハ.7.2、ニ.9.6
三相回路の場合、電力[W]を求める場合は、3を掛け。電流[A]や電圧[V]を求める場合は、√3を掛けると覚えましょう。
この問題は、電力[W]を求めるので、なんらかの形で3を掛けることで答えが導きだせます。
電力P[W]＝V/I、I＝V/Z、Z＝√R2＋XL2という式があります。
解き方の順番として、Z＝√62＋82＝√100＝10。I＝200/10＝20。
三相回路の全消費電力[W]を求める式は、3I2Rであるから、3×202×6で答えが導き出せる。
三相回路の問題は、毎年1問は出題されますが、第2種電気工事士の学科の中では難しい計算問題であるため、数字としてよく答えに使われる7.2とか9.6の数値から2択する運任せでも構わないでしょう。余裕があれば、式を覚える感じでも合格には問題ありません。
答え ハ.7.2
図のような三相3線式回路で、電線1線当たりの抵抗が、0.15[Ω]、線電流が10[A]のとき、電圧降下(Vs−Vr)[V]は。
イ.1.5、ロ.2.6、ハ.3.0、ニ.4.5
三相回路の場合、電力[W]を求める場合は、3を掛け。電流[A]や電圧[V]を求める場合は、√3を掛けると覚えましょう。
この問題は、電流[A]や電圧[V]を求めるので、なんらかの形で√3を掛けることで答えが導きだせます。
√3IRという式で答えが導き出せます。
√3＝1.73。1.73×10×0.15。
答え ロ.2.6
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金属管による低圧屋内配線工事で、管内に断面積5.5[mm2]の600Vビニル絶縁電線(軟銅線)3本を収めて施設した場合、電線1本当たりの許容電流[A]は。
ただし、周囲温度は30[℃]以下、電流減少係数は0.70とする。
イ.19、ロ.24、ハ.34、ニ.49
よくでる問題で、線の太さに対して、許容電流が決まっており、許容電流に電流減少係数をかけることで答えが導き出せます。
線に対する許容電流を記憶しておけば解ける問題です。1.6mmの時、27[A]、2.0mmの時、35[A]、5.5[mm2]の時、49[A]と覚えましょう。語呂合わせで覚えると覚えやすいです。
イチロー27安打、兄さんごめん、ゴジラ松井は49本。
イチローは1.6mmのこと、安打製造機のイチローが27安打[A]した。兄さんごめんは、2.0mm35のこと。ゴジラ松井の背番号は55(5.5mm2)で49本塁打(49[A])した。自分の好きなスポーツ等で語呂合わせすれば、忘れずに覚えられます。
この問題の式は、49×0.70。
答え ハ.34
図のように、三相の電動機と電熱器が低圧屋内幹線に接続されている場合、幹線の太さを決める根拠となる電流の最小値[A]は。ただし需要率は100[%]とする。
イ.75、ロ.81、ハ.90、ニ.195
最小値を求めるので、単純に電流値を足した値に近い数値が答えと考えることができ、二の195は大きすぎるので消去できます。
また、単純に足し算するだけの値が答えになるわけがないので、イの75も消去できます。
電動機Mの定格電流を合計し、その合計が51A以上の時は、1.1倍、合計が50A以下の時は、1.25倍する。
その値に電熱器Hの合計を足した数値が答えとなります。
答え ロ.81
図のような、定格電流60[A]の過電流遮断機で保護された低圧屋内幹線から分岐して、5[m]の位置に過電流遮断機を施設するとき、a-b間の電線の許容電流の最小値[A]は。
長さが8m以下の時は、定格電流の35%。それ以上なら定格電流の55%が答えとなる。
答え ロ.21
低圧屋内配線の分岐回路の設計で、配線用遮断器、分岐回路の電線の太さ及びコンセントの組合わせとして、適切なものは。
ただし、分岐点から配線用遮断器までは、3[m]、配線用遮断器からコンセントまでは8[m]とし、電線の数値は分岐回路の電線(軟銅線)の太さを示す。
また、コンセントは兼用コンセントではないものとする。
電線が太いほど、定格電流が高いというのが前提で、配線用遮断器のアンペア数は、定格電流以下にはならない。
ハは、配線用遮断器のアンペアが、定格電流より低いので間違い。また、配線用遮断器のアンペアよりも極端に低い、二も間違いと判断できる。
2.0mmの電線は20Aまで、2.6mmの電線は21〜30Aと電線の太さにより流せる電流値が異なり、ロは電線が細すぎるため間違いとなる。
答え イ
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