【電気工事士１種筆記】電熱線で発生する熱量(R3年度-午前問3)

問題 ＜R3年午前問3＞
定格電圧 100V、定格消費電力 1kW の電熱器の電熱線が全長の 10% のところで断線したので、その部分を取り除き、残りの 90% の部分を電圧 100V で 1時間使用した場合、発生する熱量 [kJ] は。
　ただし、電熱線の温度による抵抗の変化は無視するものとする

＜解答の選択肢＞
(選択肢は省略)

【出典：令和３年度第一種電気工事士筆記試験-午前問3】

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解法と解説

方針

電熱器の問題は確実に得点を。

ふくラボ流攻略法

断線する前の電熱器の仕様は定格電圧 100V、定格消費電力 1kW だから、電熱器の電熱線の抵抗は 10Ω。

この電熱線の長さが 90% になったので、その抵抗は 9Ω。すると、この 9Ω 抵抗の電熱線に 100V を印加すると、消費電力は

P_90% = IV = V ²/R = 10,000/9 [W]

次、消費電力と発熱量の関係は

ここで注意は、時間の単位は s(秒)。

問題文では、使用時間は 1時間 = 3,600秒。

これを上の式に代入して計算すると、発熱量 Q = 4,000 [kJ]

まとめ

消費電力と発熱量の関係は

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