電験3種過去問解説 2019年電力問1

(1)(2)(4)(5)…正しい記述です。

(3)…誤り。

Wikipediaから引用すると、「タンデム式は、発電機としても揚水機としても運転できる1台の発電電動機を、軸を同じくして発電用水車と揚水ポンプとで共有するもの。 ヨーロッパで発展した方式で、発電時・揚水時とで発電用水車・揚水ポンプとを使い分けるので総合的に効率がよく、早期より高落差にも対応できていた」。

なお、別置式は発電機と揚水ポンプを別々に設置するもの。ポンプ水車式は、発電用にも揚水用にも使える一台の水車を発電・揚水に共用するものです。

電験3種過去問解説 2019年理論問18

デジタルテスタ等で幅広く使われている二重積分型AD変換の基本原理に関する問題です。

(a)

1…解説文と図より、kVxT1と容易に求まります。

2…時刻T1の段階でVmまで充電された電荷をkVr(t-T1)で放電していくことになります。解説文と図から容易に求まります。

3…動作原理より、入力電圧が高いほどT1におけるVmの値は大きくなるため、それを0Vまで放電していくのにかかる時間T2は長くなることになります。解説文より、T1は固定ですから、例えば入力電圧Vx=VrならT2=T1、Vx=2VrならT2=2T1…となることが読み取れます。したがって(T2/T1)Vrと分かります。

4…周期と周波数は反比例の関係です。

以上より、正解は(1)です。

(b)

(a)が求まればそれに当てはめて求めるだけです。基準電圧が2Vで、測定電圧で充電された電荷を放電するのに充電の2倍の時間がかかっていることは、測定電圧は2×2=4Vです。正解は(4)です。

 

電験3種過去問解説 2019年理論問17

(a)

図1を見ると、上側がPchMOSFET、下側がNchMOSFETですから、入力が0のとき出力が1、入力が1のとき出力が0となるインバータとして動作します。

図2を見ると、NANDゲートは「11のとき出力が0、それ以外は出力が1」ですから、インバータとして動作するのはイとハです。正解は(5)です。

(b)

デジタル回路が苦手だと解析が難しい!と思うかもしれませんが、実はラッキー問題です。

性質Iを満たすには、入力端子が無くても自動的に動作し続ける(発振し続ける)必要がありますから、これは回路ニです。性質Ⅱを満たすには、入力が2つある必要がありますから、これは回路ヘです。したがって正解は((2)です。

電験3種過去問解説 2019年理論問16

電源側がY結線、負荷側もY結線、そしてコイルやコンデンサのリアクタンス値も既に書かれているので、ラッキー問題です。一問前が少し難しかったので調整したかな?但し、電圧が線間電圧で与えられているため、相電圧は√3で割った115Vで考える点にだけ注意が必要です。

(a)

負荷一相当たりで考えます。LCの並列サセプタンスは|1/10-1/20|=1/20[S]なので、リアクタンスは20Ω、したがってLC並列部分に流れる電流は5.77Aです。抵抗に流れる電流は115÷10=11.5Aですから、5.77Aと10Aの二乗平均を取ると約13Aとなり、答えは(3)です。

(b)

第2種電気工事士レベルの超ラッキー問題です。電力を消費するのは抵抗だけですから、一相当たり115V×11.5A≒1.33kW、これが3本で合計約4kWです。正解は(4)です。

電験3種過去問解説 2019年理論問15

(a)

電気力線は、電界の様子を可視化した線です。電気力線と電界面とは垂直に交わるので、導体床面(=電位がゼロ)に対しては垂直に入らなければいけないはずです。これに合致するのは(5)です。

(b)

本来は、力学の仕事の定義を理解していないと解けない問題です。仕事は(力)×(距離)で求めますので、クーロン力と移動距離の積で求めます。題意より、点Oに固定した電気量ーQ/4のクーロン力からhの距離にあるQの電荷が受ける力は、クーロンの法則より

F=Q^2/(16πε0h^2)

ですから、求める仕事は∫Fdxとなり、xをhからzまで積分したものとして求められます。これを計算すると(3)の式が求まります。

しかし、これは積分の知識が必要ですから、電位の定義と電位を求める公式から解いてくださいということだと思います。Qクーロンから距離rの点の電位は、

V=Q/4πε0r

で求められますが、電位とは「単位電化を無限遠からその位置まで持ってくるのに必要な仕事」を意味しますから、この式を用いてQ/4クーロンからhの点とzの点での電位差を求め、その値にQを掛けた値として解答を導き出してくださいという問題です。

いずれにしても答えは(3)となります。

最速合格 第一級陸上特殊無線技士 模擬テスト (国家・資格シリーズ 412)  質問解答・誤植訂正

「412 一陸特模試テスト」のP106の問題9と「よくわかる 第一級陸上特殊無線技士 合格テキスト」のP31の問題1が選択肢の順番は違いますが同じ問題で、解答の選択肢が異なっておりました。どちらが正しい解答になりますでしょうか?

どちらの問題も「キャリア1本あたりのシンボルレートを高くできる」が誤りですので、問題1の方が正しく、106ページ問題9は正解は「5」となります。御迷惑をお掛けして申し訳ありません、どうぞ宜しくお願い申し上げます。

2020年6月期多摩職業能力開発センター府中校電験3種入門講座

6月7・14・21日に多摩職業能力開発センター府中校で実施される電験3種入門講座の受付が始まっています。

http://www.hataraku.metro.tokyo.jp/zaishokusha-kunren/carr_up/

の下の方の

キャリアアップガイド2020(2月~4月募集分)PDF版

キャリアアップガイド2020(2月~4月募集分)新しいウインドウを開きます(PDF/7.83MB)

ってところに詳細があります。受講料は1600円、受付は2月10日までです。


なお、通常の職業訓練の方も応募者が少ない状況が続いているようです。もし半年間の職業訓練に興味がある方もいらっしゃいましたら是非。

2020年1月期多摩職業能力開発センター府中校電験3種入門講座

    1. 2020年1月期多摩職業能力開発センター府中校電験3種入門講座に関するメモページです。
  • 2020/1/12(第1回)

・試験傾向分析。すべての基本は理論。まずは理論を理解し、その上で電力や機械を学ぶとよい。法規は近年難化しているものの、過去問をベースにして実際の条文を調べて解答を導き出す、という勉強方法で合格できる。ポイントは実際の条文を読むという点。これによって条文中の文言や数値などが頭に入り、出題方式を変えられても対処できるようになる。

・電気とはなにか。電圧⇔水圧、電流⇔水流、電気抵抗⇔水に対する抵抗。身近な具体的なものと結びつけて勉強すること。

・オームの法則の応用。「抵抗(電流の流れにくさ)=電圧÷電流」⇔「導電率(電流の流れやすさ)=電流÷電圧」。抵抗の直列は抵抗値の和、抵抗の並列は導電率の和で計算するという視点。過去問紹介。

・三角関数の基本。いきなり三角形が出てくるのではなく、太陽と地球の関係から。一周360度なのは一年が約360日から。地球が一日に動く角度が1度。スタートしてから90日・180日・270日の座標は分かりやすいけれども、任意の日付の地球の座標を求めるには?→そこで三角関数が出てくる。太陽と地球の距離を1として、x座標はcos、y座標がsinとなる。円の方程式がx^2+y^2=r^2なのだから、sinの2乗とcosの2乗を足したら1になるのは当たり前の話ということになる。sinとcosの変換も、公式を暗記するのではなく図を書いて座標を求めてみれば簡単。理屈を知っていれば、公式を暗記する必要はない。

・周波数と角周波数。度数法と弧度法。ある角度で切り取られる円弧の長さが弧度法。周波数fは「1秒間に繰り返される回数」で、角周波数ω=2πfは「1秒間に回転する角度」。

・テブナンの定理とノートンの定理。複雑な回路を「1個の電圧源+1個の直列抵抗」に置き換えるのがテブナン、「1個の電流源+1個の並列抵抗」に置き換えるのがノートン。これを活用する問題が出題される。

・クーロンの法則と電場の話。電場と重力場の対比。「場」というのは、「直接接触していないのに力が発生する場所」のことで、地球上の人間も重力場(原子が存在すると、接触していないのに原子に対して力が働く場所)にいるから生きていられる。電場も同じで、ある電荷が存在すると、その周辺に「ほかの電荷が存在すると、その電荷には接触していないのに力が及ぶ」場所。

・力と運動方程式。力は目に見えないが、強い力でこぐと自転車は鋭く加速するし弱いと加速しないことから、「加速度」という形で力は現れる。また、重い自転車は加速が鈍く、軽いほど鋭く加速する。これより、重さ(質量)も加速度に関係することが分かる。これを示したのが運動方程式で、a=F/m(加速度は力に比例し、質量に反比例する)という簡単な式の中に本質が見えている。

・物理学的な仕事の定義。仕事=力×距離。これがエネルギーと同値。

  • 2020/1/13(第2回)

コイルの性質。磁界は保守的なので電圧に対して電流が遅れる。

コンデンサの性質。電流が先、電圧が後。

重ね合わせの原理。

コイルに交流電圧を掛けたときの挙動。時間波形とベクトルの対応。

コンデンサのリアクタンスの性質。LCR組み合わせ回路の波形。

有効電力と無効電力。テキストから電力科目について読んでおくと良い部分のピックアップ

  • 2020/2/20(第3回)

前回の復習。

三相交流のスター結線とΔ結線の原理を説明。

フィードバック線図の解き方、Y-Δ変換の例題。(要するに、外部から見て同じ挙動をする回路を作ればよい)

モータと発電機の基本原理(フレミングの右手・左手は同時に存在する)

直流機の基本を解説。外部磁界(界磁)を作る巻線と回転コイルに発生する磁界との相互作用によって電流を機械力に変換している。

誘導機と同期機の構造。誘導機は回転磁界の内部で無電源のコイルが回転する。同期機は回転磁界の内部で磁石が回転する。→誘導機は必ず滑りが発生する。滑りが無い場合、回転磁界と回転コイルが同一速度なので、回転コイルを横切る磁界の時間変化がゼロとなり、回転コイルには電圧が誘導されない→電流も流れない→その電流による磁界も発生しない→回転力が生まれない

短絡比と同期インピーダンスの解説。同期発電機から見て、内部の巻線などに存在する残留インピーダンスが同期インピーダンス。定格負荷電圧・電流が同じ発電機であっても、同期インピーダンスが大きい発電機は内部発生起電圧が高く、同期インピーダンスが小さい発電機は内部発生起電圧が小さくなる。この発電機を短絡した場合、発電コイルから見て、(同期インピーダンス+定格負荷インピーダンス)と(同期インピーダンス)の比が短絡比になる。

短絡比とは、「励磁電流を調整して無負荷時に出力に定格電圧が出るようにした状態から出力端子を短絡した場合、短絡電流が定格電流の何倍になるか」という値。


講座内では話せませんでしたが、テキストの第3章で試験に出る重要部分を以下にピックアップします。難しい計算式などは後で本格的に勉強するときに改めて取り組むとして、まずは読み物的に目を通してみてください。

P.236~246,248,250,251,253,254,256,258,260,262,266,268,270,272,274,276,278,

280,282,286,296,304,308

これ以外のページは不要という訳ではないですが、優先度は低いです。

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