− 2 − 平成 26 年度電気工学 ※ 問題番号【No.1】～【No.15】までの 15 問題のうちから，10 問題を選択し，解答してください．電気工学 −3− 磁界の方向力の方向電流電流 1． a ア 2． b ア b ア 3． a イイ a 4． b イ【No.1】　1 Ω の抵抗に 5 V の電圧を 1 分間かけたとき，この抵抗に発生する熱量導体B として，正しいものはどれか．導体A 1．5 J 2．25 J 【解答】　4 3．300 J 【解説】導体 A による磁界の方向は，右ねじの法則により流れる電流に対し右回りの方向に働くので，図の b 方向に働く． 4．1 500 J 次に，平行な線状導体間に働く力は第 2-1 図のようになる．【解答】　4 【解説】　R〔Ω〕の抵抗に I〔A〕の電流が t〔秒〕流れたとき，抵抗で発生する熱量 W〔J〕 I〔A〕 1 I〔A〕 2 I〔A〕 1 は，次式で求められる． W = I 2 Rt {J} ………① f〔N/m〕 f〔N/m〕 I〔A〕 2 f〔N/m〕 f〔N/m〕ここで，抵抗にかかる電圧を V〔V〕とすると，オームの法則により， I= V {A } R であるから，①式は，平行な線状導体に逆向きの電流が流れていると，反発力が生じる．平行な線状導体に同じ向きの電流が流れていると，吸引力が生じる． ⒜　逆方向の電流による反発力 ⒝　同じ方向の電流による吸引力図 2-1 2 V V2 W =   Rt = t {J}  R R と表すことができる．この式に題意の数値を代入すると， W= 52 × 60 = 1500 {J} 1 したがって，4 が正しい．【No.2】　十分に長い平行直線導体 A，B に図に示す方向に電流を流したとき，導体 A に流れる電流が導体 B の位置につくる磁界の方向と，導体 B に働く力の方向の組合せとして，正しいものはどれか． ⒝図より，同じ方向に電流が流れている導体間には吸引力が働く．したがって，4 が正しい．【No.3】図に示す平衡三相回路において，三相負荷の消費電力が 4 kW である場合の抵抗 R の値として，正しいものはどれか． − 4 − 平成 26 年度 1． 10 Ω 2． 30 Ω 200 V 3． 90 Ω 4．270 Ω 200 V 200 V R R R 【解答】　2 電気工学 −5− 1． m = 1 − r R 2． m = 1 − R r 3． m = 1 + r R 4． m = 1 + R r r A R 【解説】　三相交流回路の電力は，次式で示される．【解答】　3 P = 3 I 2 R {W} ここで，問題の図は△−△結線であることから，負荷の△回路に流れる 1 相分の電流 I 〔A〕は，相電圧を V〔V〕とすると， I= 【解説】　可動コイル形電流計では，可動コイルに流せる電流は数十 mA 程度にすぎないので，50mA 程度以上の大きさの電流を測定するには，問題に示された図のような分流器を用いる． V {A } R I a r I1 A であるから，上式は， P = 3× ( ) V R 2 ×R= となる．上式を R について変形すると， R= R= 第4-1図第 4-1 図のように電流を定めると倍率 m は， 3V 2 {W} P となる．この式に題意の数値を代入すると， m= I1 r = I 2 R ∴ I2 = したがって，2 が正しい．この分流器の倍率 m を表す式として，正しいものはどれか．ただし，r〔Ω〕は，電流計の内部抵抗とする． I +I I = 1 2 ………① I1 I1 ab 間の電位降下が等しいことから， 3V 2 3 × 200 2 = = 30 {W} P 4 × 10 3 【No.4】　図のように可動コイル形電流計に抵抗 R〔Ω〕の分流器を接続したとき， R I2 3V 2 {W} R r I1 ……………② R よって，倍率は，①式に②式を代入し， r I1 + I1 r R m= = 1+ I1 R となる．したがって，3 が正しい． b