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第二種電気工事士（学科）「交流回路と三相交流」の練習問題（12問）

第二種電気工事士（学科）の「交流回路と三相交流」（一般問題）から12問を収録しています。答えの下に解説があるので、間違えた理由をその場で確認できます。

過去の試験問題の転載や言い換えではなく、試験科目と法令・技術の内容から当サイトが独自に作成した問題です。

交流回路と三相交流では何が問われる？

インピーダンス Z＝√(R²＋X²) と力率 R÷Z、三相のY結線とΔ結線で√3倍になる量を押さえれば、交流の計算問題はほぼこの組み合わせで解けます。

交流回路と三相交流で間違えやすいのはどこ？

RとXを単純に足す、力率をR÷Xにする、Y結線で線間電圧をそのまま相にかける、Δ結線の線電流に√3を掛け忘れる、三相電力の√3と3を取り違える、が典型的な失点です。

第二種電気工事士（学科）の全187問をクイズ形式で解く

交流回路と三相交流をくわしく知るには？

実効値とリアクタンスから、インピーダンスと力率、三相のY結線・Δ結線と三相電力までを、例題つきで順に説明します。

交流回路と三相交流：インピーダンス・力率・Y結線とΔ結線を読む

  1. 実効値100Vの正弦波交流電圧の最大値〔V〕として、最も近いものは。

    • 57.7
    • 70.7
    • 100
    • 141正解
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    最大値は約141Vです。正弦波では最大値＝√2×実効値なので、1.41×100≒141V になります。コンセントの100Vや200Vは実効値で表した値です。√2を掛ける代わりに割ると70.7V、√3で割ると57.7Vという誤りになります。

  2. 50Hzで誘導性リアクタンスが20Ωのコイルを、60Hzの電源で使用したときの誘導性リアクタンス〔Ω〕は。

    • 16.7
    • 20
    • 24正解
    • 28.8
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    誘導性リアクタンスは24Ωです。コイルのリアクタンスは X＝2πfL で周波数に比例するので、20×60÷50＝24Ω になります。周波数に反比例するのはコンデンサの容量性リアクタンスで、これと取り違えると16.7Ωという誤りになります。

  3. 抵抗12Ωと誘導性リアクタンス16Ωを直列に接続し、交流200Vを加えた。回路に流れる電流〔A〕は。

    • 10正解
    • 12.5
    • 16.7
    • 29.2
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    電流は10Aです。インピーダンスは √(12²＋16²)＝20Ω で、200÷20＝10A になります。抵抗とリアクタンスは電圧の位相が90°ずれるので、単純に足したり並列の式で合成したりはできません。並列の式を使うと約29.2A、リアクタンスだけで割ると12.5Aという誤りになります。

  4. 抵抗20Ωと誘導性リアクタンス15Ωの直列回路の力率〔%〕は。

    • 57
    • 60
    • 75
    • 80正解
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    力率は80%です。インピーダンスは √(20²＋15²)＝25Ω で、力率は R÷Z＝20÷25＝0.8 です。X÷Z の60%は sinθ にあたり、X÷R とすると75%、R÷(R＋X) とすると約57%という誤りになります。

  5. 抵抗16Ωと誘導性リアクタンスの直列回路に交流100Vを加えたところ、5Aの電流が流れた。この回路の消費電力〔W〕は。

    • 300
    • 400正解
    • 500
    • 625
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    消費電力は400Wです。電力を消費するのは抵抗だけなので、P＝I²R＝5²×16＝400W になります。100×5＝500Wは皮相電力で、力率 16÷20＝0.8 を掛けると同じ400Wになります。100²÷16＝625Wは、抵抗に100Vが全部かかると誤った場合の値です。

  6. 抵抗30Ωと誘導性リアクタンス40Ωを並列に接続し、交流120Vを加えた。電源から流れる電流〔A〕は。

    • 1
    • 1.7
    • 5正解
    • 7
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    電源からの電流は5Aです。抵抗には 120÷30＝4A、コイルには 120÷40＝3A が流れ、両者は位相が90°ずれているので √(4²＋3²)＝5A になります。そのまま足した7Aは位相差を無視した誤りで、抵抗とリアクタンスを直列のように足して割ると約1.7Aになります。

  7. 正弦波交流回路の電圧と電流の関係について、誤っているものはどれか。

    • 抵抗だけの回路では、電流は電圧と同相である。
    • コイルだけの回路では、電流は電圧より90°遅れる。
    • コンデンサの容量性リアクタンスは、周波数が高いほど小さくなる。
    • コンデンサだけの回路では、電流は電圧より90°遅れる。正解
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    誤っているのは「コンデンサだけの回路では、電流は電圧より90°遅れる」です。コンデンサでは電流が電圧より90°進みます。遅れるのはコイルの場合です。容量性リアクタンスは 1÷(2πfC) なので、周波数が高いほど小さくなるという記述は正しい内容です。

  8. 1相の抵抗が20Ωの平衡三相負荷をY結線にして、線間電圧200Vの三相交流電源に接続した。線電流〔A〕として、最も近いものは。

    • 3.3
    • 5.8正解
    • 10
    • 17.3
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    線電流は約5.8Aです。Y結線では相電圧が線間電圧の1/√3倍で 200÷1.73≒115.5V、これを20Ωで割って約5.8Aです。Y結線では線電流と相電流は等しくなります。線間電圧200Vをそのまま抵抗にかけると10A、さらに√3倍すると17.3Aという誤りになります。

  9. 1相の抵抗が10Ωの平衡三相負荷をΔ結線にして、線間電圧200Vの三相交流電源に接続した。線電流〔A〕として、最も近いものは。

    • 11.5
    • 20
    • 34.6正解
    • 60
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    線電流は約34.6Aです。Δ結線では各相の抵抗に線間電圧200Vがそのままかかるので、相電流は 200÷10＝20A。線電流は相電流の√3倍で、20×1.73≒34.6A になります。20Aは相電流で、Y結線の式を使うと11.5Aという誤りになります。

  10. 三相3線式200Vの電動機に線電流30Aが流れている。力率が85%のとき、消費電力〔kW〕として、最も近いものは。

    • 5.1
    • 8.8正解
    • 10.4
    • 15.3
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    消費電力は約8.8kWです。三相電力は √3×線間電圧×線電流×力率 で、√3×200×30×0.85≒8,833W です。√3を掛け忘れると5.1kW、力率を掛け忘れると10.4kW、√3の代わりに3を掛けると15.3kWという誤りになります。

  11. 平衡三相の抵抗負荷をΔ結線で使ったところ、消費電力は9kWだった。同じ抵抗をY結線につなぎ替えて同じ電源に接続したときの消費電力〔kW〕は。

    • 3正解
    • 5.2
    • 9
    • 27
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    消費電力は3kWになります。Y結線にすると各抵抗にかかる電圧が1/√3倍になり、電力は電圧の2乗に比例するので (1/√3)²＝1/3 倍で、9÷3＝3kW です。電圧の比のまま1/√3倍にすると5.2kW、逆に3倍すると27kWという誤りになります。

  12. 1相が抵抗16Ωと誘導性リアクタンス12Ωの直列である平衡三相負荷をΔ結線にし、線間電圧200Vの電源に接続した。三相全体の消費電力〔kW〕は。

    • 4.8正解
    • 6.0
    • 7.5
    • 14.4
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    消費電力は4.8kWです。1相のインピーダンスは √(16²＋12²)＝20Ω、相電流は 200÷20＝10A で、抵抗で消費される電力は 3×10²×16＝4,800W です。3×200×10＝6.0kWは皮相電力、線電流の約17.3Aを相電流の代わりに使うと14.4kWという誤りになります。

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