力率を求める出題パターン

出題パターン

今回は、力率を求める問題の出題パターンです。

この力率関係の問題は、はっきり言って勉強していません(笑)。

ということで、力率を理解することはさっさと諦めて、道具の名前や図記号を暗記することに集中しましょう。

とにかく30問正解すればいいのです。捨て問題にしても全然問題なしです。

「リクツ抜き」で暗記しちゃえば1点とれます(笑)。

私が受験したときはパターン1の公式問題でしたが、「こんなんだったよなぁ」程度のイメージで公式の形を覚えていたので1点取ることができました。

また、パターン2と3のパーセントを求める問題は、図の「長方形(□)」のところの数字を全電流又は全電圧の数字で割るという「強引な手法」で解いていました。

資格試験の「1点」は大きいです。いかに1点をもぎ取るかが大切なのです。

出題パターンは次の4パターンです。

パターン1

【出題年度】
R02下期午前問4、H23上期問4

公式を覚えているかどうかの問題です。捨て問題でもOKです。

使う公式

力率cosθ=抵抗R/合成インピーダンスZ×100(%)

合成インピーダンスZ=√R2+X2

解き方

もうこのまんまイメージで覚えてください。

答えは「ロ」です。

一応解説しておきます。が、あまり深く考えないでくださいね。

抵抗R(Ω)と誘導性リアクタンスX(Ω)が直列に接続された回路の力率cosθ(%)は、次の公式となります。

力率cosθ=抵抗R/合成インピーダンスZ×100(%)

直列回路の合成インピーダンスZは次の式で表されます。

Z=√R2+X2

この式を代入して式を表します。

力率cosθ=抵抗R/(√R2+X2)×100(%)

=100R/(√R2+X2)

合成インピーダンスとか電気理論を理解するには時間がかかりますので、この回路図がでたら必ず平方根「√」で表すと覚えてください。

パターン2

【出題年度】
R02下期午後問4、H29上期問2、H28下期問4、H26上期問3、H25上期問3、H19問3

頻出パターンですが、強引な手法で解いていきます。

使う公式

抵抗と誘導性リアクタンスの直列回路の力率

cosθ= VR / V×100(%)

解き方

この問題は、図の「長方形(□)」のところの数字(180V)を全電圧(204V)で割るという強引な手法で解きます(笑)。

一応解説します。深追い禁止です。

抵抗とリアクタンスが直列に接続された回路の力率cosθ(%)は、回路全体の電圧をV(V)、抵抗に加わる電圧をVR (V)とすると次の式で求められます。

cosθ= VR / V×100(%)

この式に数値をあてはめて答えを求めます。

cosθ=180/204×100

=88.2352

=88(%)

パターン3

【出題年度】
H27上期問2、H22問4

このパターンは、捨て問題でも構わないと思います。

図にはいろいろ書いてありますが、同じ問題です。

パターン2のとおり強引手法で解いていきます(笑)。

使う公式

抵抗と誘導性リアクタンスの並列回路の力率

cosθ= IR /IV×100(%)

解き方

この問題もパターン2と同じで、図の「長方形(□)」のところの数字(6A)を全電流(10A)で割るという強引な手法で解きます(笑)。

一応解説します。これも深追い禁止です。

抵抗とコイルが並列に接続された回路の力率cosθ(%)は、次の式で求められます。

cosθ=抵抗に流れる電流/全体の電流×100(%)

この式に数値をあてはめて答えを求めます。

cosθ=6/10×100

=60(%)

この手の問題は、理解しようとせず強引に解いてください。

何度も言いますが深追い禁止です。大けがします。

パターン4

【出題年度】
R02下期午前問5、H28上期問5、H24上期問5

この問題は、他のパターンと違って、三相交流回路の公式を覚えているかを問う問題です。

捨て問題として扱ってもいいと思います。

使う公式

電力量

電力量W=消費電力P×時間t

三相交流回路の電力

P=√3×線間電圧V×線電流I×力率cosθ

解き方

そのまま暗記します。

ですが、一応解説します。

消費電力は電力量の公式(W=Pt)から次のように表せます。

P=W/t(kW)

=W/t×103(W)

力率cosθ(%)は、三相交流回路の電力の公式(P=√3VIcosθ)から次のように表せます。

cosθ=P/√3VI×100

=P/√3VI×10(%)

この式の「P」に消費電力の式を代入します。

cosθ=P/√3VI×10

=(W/t×103)/√3VI×10

W/√3VIt×105(%)

この公式を覚えていたらラッキーくらいでOKです!

電線の抵抗と許容電流を求める出題パターンはこちら↓