電気及び電子計測31【電験3種 理論】電気計器(可動コイル形・可動鉄片形・整流形)の正誤を判定する!平成24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24年度 A問題14 誤りは(2):可動コイル形計器はコイル電流の瞬時値(平均値応答)に比例するトルク。実効値ではない

今回は平成24年度 理論科目 A問題14を解説します。電気計測に関する記述のうち、誤っているものを選ぶ問題です。可動コイル形・可動鉄片形・整流形計器や二電力計法の特徴が問われます。

各計器がどの量(瞬時値・平均値・実効値)に応答するかを整理するのがポイント。可動コイル形は電流に比例するトルク(=平均値応答で直流用)、可動鉄片形・電流力計形は電流の2乗(=実効値応答で交流両用)です。

出題のポイント

目次

平成24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24年度 A問題14 問題文
平成24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24年度 A問題14

 電気計測に関する記述として、誤っているものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

(1)ディジタル指示計器(ディジタル計器)は、測定値が数字のディジタルで表示される装置である。
(2)可動コイル形計器は、コイルに流れる電流の実効値に比例するトルクを利用している。
(3)可動鉄片形計器は、磁界中で磁化された鉄片に働く力を応用しており、商用周波数の交流電流計及び交流電圧計として広く普及している。
(4)整流形計器は感度がよく、交流用として使用されている。
(5)二電力計法で三相負荷の消費電力を測定するとき、負荷の力率によっては、電力計の指針が逆に振れることがある。

ポイント解説:誤りは(2)、可動コイル形は電流(瞬時値)に比例するトルク

(2)が誤り。可動コイル形計器は、永久磁石の磁界とコイルに流れる電流(瞬時値)に比例するトルクを利用する(駆動トルクが電流の1乗に比例)。したがって平均値に応答し直流用。交流を加えるとトルクの平均が0で振れない。「実効値に比例するトルク」は誤り(実効値応答=電流の2乗に比例するのは可動鉄片形や電流力計形)。よって答えは(2)。

他は正しい:(1)ディジタル計器は数字で表示。(3)可動鉄片形は磁化された鉄片に働く力を利用し、交流電流計・電圧計として広く普及(電流の2乗に比例=実効値応答、交流直流両用)。(4)整流形は整流して可動コイル形で測り感度がよく交流用。(5)二電力計法は力率が小さい(位相差60°超)と一方の電力計が逆振れする。

問題の解説

STEP1 可動コイル形の応答

電流(瞬時値)に比例するトルク→平均値応答・直流用。

STEP2 (2)の誤り

「実効値に比例するトルク」は誤り(実効値応答は電流の2乗=可動鉄片形など)。

STEP3 他の確認

(1)(3)(4)(5)は正しい。答えは(2)。

答え:(2)

💡 覚え方
可動コイル形=電流の1乗に比例するトルク→平均値応答・直流用。可動鉄片形・電流力計形=電流の2乗に比例→実効値応答・交流直流両用。整流形=交流用(感度良)。二電力計法は力率小で逆振れ。

⚠️ よくある間違い
可動コイル形は「実効値」ではなく電流(瞬時値)に比例するトルク(平均値応答)。実効値応答は2乗に比例する可動鉄片形・電流力計形。この違いが誤り選択肢のポイント。

まとめ

(2)誤り可動コイル形は電流の1乗(平均値応答・直流用)
(1)ディジタル計器は数字表示(正)
(3)可動鉄片形は交流に広く普及(正)
(4)整流形は交流用・感度良(正)
(5)二電力計法は力率小で逆振れ(正)

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