今回は平成21年度 理論科目 A問題14を解説します。可動コイル形直流電流計A1と可動鉄片形交流電流計A2を、直流回路(図1)と交流回路(図2)につないだときの指示値を比較する問題です。
可動コイル形は電流の平均値に応答し、可動鉄片形は実効値に応答します。直流では平均値=実効値ですが、正弦波交流では平均値が0になる点がポイントです。
出題のポイント

平成21年度 理論科目 A問題14:問題文と選択肢
まずは、実際の試験問題を確認してみましょう。

電験3種 理論科目 【電気及び電子計測】 平成21年度 A問題14
可動コイル形直流電流計A1と可動鉄片形交流電流計A2の2台の電流計がある。図1のようにA1とA2を抵抗100Ωと電圧10Vの直流電源の回路に接続したとき、A1の指示は100mA、A2の指示は(ア)mAであった。また、図2のように周波数50Hz・電圧100Vの交流電源と抵抗500ΩにA1とA2を接続したとき、A1の指示は(イ)mA、A2の指示は200mAであった。ただし、A1とA2の内部抵抗はどちらも無視できるものであった。
空白箇所(ア)及び(イ)に当てはまる最も近い値[mA]の組合せとして、正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
(ア) (イ) (1) 0 0 (2) 141 282 (3) 100 0 (4) 0 141 (5) 100 141

ポイント解説:可動コイル形=平均値、可動鉄片形=実効値
(ア) 図1は直流回路で電流=10/100=100mA(一定)。可動鉄片形A2は実効値に応答するが、直流では実効値=平均値=100mA。よって(ア)=100mA。
(イ) 図2は交流回路。可動コイル形A1は平均値に応答するが、正弦波交流の1周期平均は正負が打ち消して0。よって(イ)=0mA(可動コイル形は交流ではほとんど振れない)。したがって(ア)100・(イ)0で答えは(3)。(A2は交流の実効値100/500=200mAを正しく示している。)
問題の解説
STEP1 直流でのA2
図1は直流100mA。可動鉄片形は実効値だが直流では平均値と同じ100mA。(ア)=100。
STEP2 交流でのA1
図2は交流。可動コイル形は平均値応答。正弦波の平均は0。(イ)=0。
STEP3 結論
(ア)100、(イ)0。答えは(3)。
答え:(3)
💡 覚え方
可動コイル形=平均値応答(直流用、交流では0)。可動鉄片形=実効値応答(交流直流両用)。直流では平均値=実効値。正弦波交流の平均値は0(全波では2Vm/π)。
⚠️ よくある間違い
可動コイル形は交流(正弦波)で平均0を指す(振れない)。可動鉄片形は直流でも実効値(=直流値)を正しく示す。141(=100√2)や282を選ばない。
まとめ
| A1 | 可動コイル形=平均値応答 |
| A2 | 可動鉄片形=実効値応答 |
| (ア) | 直流100mA→A2=100mA |
| (イ) | 交流正弦波→A1=平均0mA |
| 答え | (3) |
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