抵抗 Im = コイル Im = Em R Em ωL ω = 2πf f = 50Hz コンデンサ Im = ωCEm Em 合成 Im = √R2+(ωL-1/ωC)2 100V Im = √4×4+(8-5)2 100V √4×4+(8-5)2 100V = 20A √25Ω 共振角周波数LおよびCが相殺時 100V = = 25A 4Ω 力率 =4Ω/5Ω=0.8 = 消費電力= V×I= 100V ×20A×0.8 =1600W 1 +8 = 10Ω 1/3+1/6 V 全電流 Im = = 30/10 = 3A R 並列電流は I3Ω = 2/3×3A = 2A R = 2A 1A 3Ω 6Ω 抵抗 R は R - 抵抗器の電気抵抗(単位はオーム = Ω = V/A) 直列接続の場合 R = 並列接続の場合 1/R= R1+R2+R3+…. 1 R1 + R2×R3 1/R= R2×R3 + R1×R3 + R1×R2×R3 + L = 並列接続の場合 1/L= + R1×R2 R1×R3 R1×R2×R3 R1×R2×R3 + ωL= H = mH×103 L - コイルのインダクタンス(単位はヘンリー = H = V×s/A) 直列接続の場合 1 R3 + R1×R2×R3 1/R= コイル L 1 R2 R1×R2 =Ω ω = 2πf f = 50Hz L1+L2+L3+… 1 L1 + 1 L2 1 L3 + 1 C3 + + =Ω コンデンサ C 1/ωL= F = μF×106 C - コンデンサの静電容量(単位はファラド = F = C/V = A×s/V) q - コンデンサに蓄積されている電荷(単位はクーロン = C) 直列接続の場合 1/C= 並列接続の場合 C = 1 C1 C1+C2+C3+… + 1 C2 + I1'N1= I2N2 E1=4.44fN1Φ E2=4.44fN2Φ E1 = E2 巻き線数と電流は反比例 (V) (V) N1 N2 巻き線数と電圧は比例 平均値= 実効値= 2/π ×最大値 最大値/√2 問題1 最も電気を通す導体は、次のうちどれか (1)鉄 (2)アルミニウム (3)銀 (4)銅 銀、銅、アルミニウム、鉄の順 問題2 導体の抵抗を表す式として、正しいものは次のうちどれか。 ただし 導体の長さをL(m)、断面積をS(m2)、抵抗率をρ(Ω・m)とする。 (1)R=ρ× L/S (2)R=ρLS (3)R=ρ×S/L 抵抗が大きいのは 導体の長さL(m)、抵抗率をρ(Ω・m) (4)R= L/ρS 問題3 次の材料のうち、絶縁材料として使用されるものはどれか。 (1)セレン (2)シリコン マイカ=雲母 電気絶縁性が優れた 耐熱性に優れた (3)マイカ (4)亜酸化銅 硬質マイカ(白雲母) 軟質マイカ(金雲母) その他は 半導体 問題4 図のA-B間の合成抵抗値として、正しいものは次のうちどれか。 (1)10Ω (2)15Ω 5Ω a (3)20Ω 5Ω b (4)25Ω 10Ω 5Ω c 5Ω d 1 R(Ω)= 1 (5+5) a,b + + 10Ω + 10Ω + 10Ω + 10Ω 1 (5+5) c,d 1 = 1 10 = = = 15Ω + 1 2 10 5Ω 1 10 問題5 5個のコンデンサを図のようにせつぞくした場合の、A-B間の合成静電容量はいくらか。 (1)5μF (2)10μF (3)15μF (4)20μF 10μF 10μF a b 10μF e f g 10μF 10μF c d a,b c,d 1 1 10μF + 1 10μF 5μF + 5μF = 5μF = 10μF = 5μF e,f e,g 1 1 10μF + 1 10μF 問題6 図のA-B間に100Vの電圧を加えたとき、電圧計Vの指示値として正しいものは次のうちどれか。 (1)45V (2)50V (3)75V (4)80V 10Ω A C R1 15Ω V B 1 R1 = = 1 15Ω A-B間 A-C間 100V 50V + 20Ω 1 30Ω 5A C-B間 50V 10Ω 30Ω 問題7 熱電対の金属の組み合わせで、最も高い金属を測定できるものは、 次のうちどれか。 (1)タングステン-モリブデン 温度測定範囲1200~1600℃ (3)銅-コンスタンタン 200~600℃ (2)クロメル-アルメル 500~1000℃ (4)白金-白金ロジウム 700~1400℃ 1. 熱電対とは 二種の異なる金属を図1のように接続すると, 両端の接点間の温度差に概ね比例した起電力が 発生する。この起電力を電圧計で測ることによ り,温度差を知ることができる。基準接点を氷 点(0℃)に維持すれば,測温接点の温度を計測 できる。この原理を利用する温度センサーが熱 電対である 問題8 電気計測器のうち、交流しか測定することができないものは次のうちどれか。 (1)可動コイル形 (2)電流力計形 (3)電動機形 (4)誘導形 (1)可動コイル形(3)電動機形は、直流のみ (2)電流力計形は、直流と交流の両方 (4)誘導形は、交流のみ 電流の測定は 電流計を直列に接続して測定する 電圧の測定は 電圧計を並列に接続して測定する 抵抗の測定は 計測する抵抗の種類および抵抗値により下表による 測定方法 電位差計法 ダブルブリッジ法 ホイーストンブリッジ法 抵抗法 メガ法 抵抗測定範囲[Ω] -2 5 10 ~10 -4 10 ~102 1~104 1~106 106~109 接地抵抗計(アーステスタ)法 電流計の接続 可動コイル形 交流電流計 熱電対 交流 最大値 実効値 低抵抗[1Ω以下] 低抵抗[1Ω以下] 中抵抗[1Ωを超え1MΩ以下] 中抵抗[1Ωを超え1MΩ以下] 高抵抗、絶縁抵抗[1MΩ以上] 接地抵抗 可動鉄片形 直流電流計 (=141V) 最大値=√2×実効値 (=100V) 実効値=0.707×最大値(電圧計、電流計に示される数値) 単相交流の電力と力率 コイルやコンデンサのリアクタンスによって、電圧と電流に位相差を生じ、 見かけの電力(皮相電力)、無効電力が発生する。 有効電力は、皮相電力と力率の積で表わされる。 P=Pa cosφ=V cosφ[W] 三相交流の電力と力率 P=√3VI cosφ[W] 問題9 変圧器において、入力側の電圧を V1、電流を I1、コイルの巻き数をN1, 出力側の電圧を V2、電流を I2、コイルの巻き数をN2としたとき、変圧比を求める式で 正しいものは次のうちどれか (1)α= (3)α= N2 N1 (2)α= V1 V2 = I1 I2 (3)α= N1 N2 = V1 V2 (4)α= V2 V1 I2 I1 変圧、巻数、変流の関係 一次コイルの電圧V 1 、巻数N 1 、電流I 1 を それぞれ一次電圧、一次巻数、一次電流という。 同様に二次コイルの電圧V2、巻数N2、電流I2を それぞれ二次電圧、二次巻数、二次電流という。 またそれらの比V 1 /V 2 、N 1 /N 2 、I 1 /I 2 をそれぞれ 変圧比(へんあつひ)、巻数比(まきすうひ)、変流比(へんりゅうひ) という。 巻数比は変成比(へんせいひ)とも呼ばれる。 理想的な変圧器では巻数比と変圧比は等しく、さらに変圧比は変流比の逆数と等しい。 すなわち、以下が成り立つ: フレミング左手の法則 磁界の中で電流が流れると、電磁⼒(でんじりょく)が発⽣します。この⼒をローレンツ(Lorentz)⼒といいます。 この現象における磁界の⽅向・電流の⽅向・電磁⼒の⽅向はフレミング(Fleming)の左⼿の法則といいます。 電動機(でんどうき)は磁界(磁石)を回転させ、 導体(コイル)に流れる電流に働く力を回転力として取り出しています。 これが、電動機(モータ)の原理(げんり)です。 フレミング左手の法則 フレミング右手の法則 磁界の中で導体(どうたい)が動くと、導体に電流が流れる(起電⼒ きでんりょく)ことを 電磁誘導現象(でんじゆうどうげんしょう)といいます。 この現象における磁界・導体の運動・起電⼒の⽅向は、フレミングの右⼿の法則といいます。 これが、発電機(はつでんき)の原理 発電機(はつでんき)の原理(げんり)です。 発電機(はつでんき)の原理 発電機は導体(コイル)を動かす方法と磁界(磁石)を動かす方法とがあり、 一般には磁界を動かす方法が多く使用されています 磁界を動かす方法が多く使用されています フレミング右手の法則 フレミングの左手則が電動機、フレミングの右手則が発電機 問題10 交流電動機の速度制御法として、誤っているものは次のうちどれか。 (1)クレーマ法 (2)周波数変換法 (3)極数変換法 (4)ワードレオナード法 交流電動機の速度制御法 周波数変換法 極数変換法 電圧制御法 二次電動機制御法 (クレーマ法、セルビウス法) (巻き線形電動機) 直流電動機の速度制御法 界磁制御法 抵抗制御法 電圧制御法 (ワードレオナード法) ワードレオナード方式 イルグナ方式 直流電動機の始動方式
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