電気及び電子計測42【電験3種 理論】電流力計形電力計の測定原理と端子接続方法を理解する!平成18年度 A問題14 完全解説

電験3種 理論科目【電磁気(電気及び電子計測)】平成18年度 A問題14 固定コイル2個+可動コイル1個は電流力計形。交流・直流両用。固定コイル=電流(直列)、可動コイル=電圧(並列)→(1)

今回は平成18年度 理論科目 A問題14を解説します。2個の固定コイル(A・C)と1個の可動コイル(B)からなる計器の測定原理(計器の種類・使用回路・端子接続)に関する空欄を埋める問題です。

固定コイルと可動コイルの2つのコイルに電流を流し、その積に比例するトルクで動く計器は電流力計形。電流の向きが両コイルで同時に反転するため、交流でも一定方向のトルクが得られ、交流・直流両用で電力測定に使われます。

出題のポイント

目次

平成18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18年度 A問題14 問題文
平成18年度 理論科目 A問題14 問題文

電験3種 理論科目 【電気及び電子計測】 平成18年度 A問題14

 2個の固定コイル(A・C)と1個の可動コイル(B)で構成される計器について、その測定原理、種類(ア)、使用回路(イ)、及び電流コイル・電圧コイルの端子接続方法(ウ)を答える。この計器を電力計として用いる。

計器の種類(ア)、使用回路(イ)、端子接続方法(ウ)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)(ウ)
(1)電流力計形交流及び直流固定=電流(直列)・可動=電圧(並列)
(2)誘導形交流専用固定=電圧(並列)・可動=電流(直列)
(3)可動鉄片形交流及び直流固定=電流(直列)・可動=電圧(並列)
(4)電流力計形交流専用固定=電圧(並列)・可動=電流(直列)
(5)誘導形交流及び直流固定=電圧(並列)・可動=電流(直列)

ポイント解説:固定×可動コイルの積=電流力計形、電力を交流直流両用で測る

固定コイル2個の間に可動コイル1個を置き、両方に電流を流してその積に比例するトルクで動く計器は(ア)電流力計形。電流の向きが両コイルで同時に反転するので、交流でも駆動トルクの向きが一定になり、(イ)交流及び直流の両方で使える。

電力計として使うときは、(ウ)固定コイル(電流コイル)を負荷と直列にして負荷電流を流し、可動コイル(電圧コイル)を負荷と並列にして負荷電圧に比例する電流を流す。すると駆動トルク∝(負荷電流)×(負荷電圧)∝負荷電力となり、指針が電力を指す。この接続を満たす端子の組合せが正解で、答えは(1)。

問題の解説

STEP1 計器の種類

固定コイル×可動コイルの積でトルク→電流力計形(ア)。

STEP2 使用回路

両コイルの電流が同時に反転→交流でもトルク一定→交流及び直流(イ)。

STEP3 端子接続

固定=電流コイル(直列)、可動=電圧コイル(並列)(ウ)。答えは(1)。

答え:(1)

💡 覚え方
電流力計形=固定コイル×可動コイルの積でトルク→電力を測定、交流直流両用。電力計は電流コイル(固定)を直列、電圧コイル(可動)を並列に接続。積が(電流)×(電圧)∝電力。

⚠️ よくある間違い
電流力計形は交流直流両用(交流専用ではない)。電流コイルは固定側で直列、電圧コイルは可動側で並列。誘導形(電力量計)や可動鉄片形と混同しない。

まとめ

(ア)種類電流力計形(固定×可動の積)
(イ)使用回路交流及び直流
(ウ)接続固定=電流(直列)・可動=電圧(並列)
原理トルク∝電流×電圧∝電力
答え(1)

▼あわせて解きたい関連問題
・可動コイル形と多重範囲電流計(電気及び電子計測41):【理論】平成19年度 B問題16

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