問題 ＜R2年問4＞
図のような交流回路において、抵抗 12Ω、リアクタンス 16Ω、電源電圧は 96V である。この回路の皮相電力 [V・A] は。
— 答え —
皮相電力は 960 [V・A]。
【出典：令和2年度第一種電気工事士筆記試験問4】
単相交流回路の問題は、ふくラボ式では「複素インピーダンス」の考え方を用いて解説しています。
インピーダンスの扱いや式の変形、実数・虚数の関係を整理しながら解いていく流れは、文章だけでは分かりづらい場面も多いため、動画で見たほうがスムーズに理解できます。
この問題は動画でも詳しく解説しているので、図や式を見ながら理解を深めたい方は、ぜひ動画版もご覧ください。
解法と解説
方針
抵抗＋コイルの単相交流回路は典型問題。必ず正解しよう。
単相交流回路の電流・電圧を求める問題は、次の方法の組合せで解く。
- 直列接続は回路全体のインピーダンスを求める
- 並列接続は回路全体に流れる電流を求める
- 力率を利用する
ふくラボ流攻略法 (複素数利用)
複素数利用
ふくラボ流では、交流回路の問題を解くために複素数を利用するので要注意。
なので、「複素数」と聞いて、あなたの頭が悲鳴を上げるようなら、これより下は読まないほうが良い。別の解説記事を読むのをお勧めする。
もし、頭は痛くならないけど、以下の記事を読んでもなんのことか分からない？と感じた場合には、まず「複素数を使った交流回路の問題の解き方」 (作成中) を読んでほしい。
解法
抵抗とコイルが並列接続されて典型的な回路。
並列接続回路では、
- 抵抗・コイルなどの各素子にかかる「電圧が同じ」を利用し
- 各素子に流れる電流を求め
- それらを足し合わせる
抵抗、コイルそれぞれに流れる電流 I R、I L は、オームの法則を使って求める。
抵抗の電流(位相付)：
コイルの電流(位相付)：
電源から流れ出す電流 I (位相付) は、
だから、電流の大きさは 10A。
そうすると、皮相電力 S は、
動画解説
動画のほうが分かりやすい方はこちらから。
まとめ
抵抗＋コイルの単相交流回路は典型問題。必ず正解しよう。
並列接続回路の解法手順は、
- 抵抗・コイルなどの各素子にかかる電圧が同じを利用し
- 各素子に流れる電流を求め
- それらを足し合わせる
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