昨年度下期の第二種電気工事士筆記試験問題の第３問以降は次のような問題がつづきました
【問３】
この問題は、ｋキロ という補助単位が１０の３乗（10＾3＝1000）を表していることと、 発熱量の[J］ジュールという単位が［Wｓ］ワット秒という単位と同じだとわかれば解ける問題になっています。
上イメージにあるように 発熱量［J］は 電力[W]×秒[s]であるから、
問題の発熱量[kJ]を求めるために、消費電力500Wに補助単位kを付けて 0.5kW---① と置いてから、 1時間30分を秒[second]換算「90(分)×60[s]＝5400[s]」---② したものと掛け合わせれば答えが求まる。
0.5[kW]×5400[s]＝2700[kWs]＝2700[kJ]
問３の 答え． 二．2700
【問４】
問題の正弦波交流回路に使われている素子はコンデンサ（静電容量/Capacitor）である。 コンデンサは直流回路につなぐと蓄電器となり、回路に電流を流さない無限大抵抗のような働きをするが、 交流回路で使用すると １／ωＣ＝１／２πｆＣ[Ω] で計算できるリアクタンスＸｃ[オーム]という抵抗成分になる。
上図のように正弦波交流回路をコンデンサの単素子回路として組んだ場合、コンデンサに加えた電圧の位相（角度）に対して、コンデンサに流れる電流の位相は90度進むことになる。
イ～二の４つの解答群で描かれるグラフ内で 大きな振幅の ｖ の正弦波１周期（0°～360°までの波）が電圧の波であり、小さな振幅の ｉ が電流の波形である。 グラフの横軸で右方向に時間（動径の回転角）が経過するので、電圧の波（位相）の開始位置0°に対して、電流の波（位相）の開始位置が右側に来る場合に 電圧に対して電流が遅れていると表現し、電流の波（位相）の開始位置が左に来る場合に 電圧に対して電流が進んでいる表現する。
この規則で解答群の４グラフを表現すると、
イ．電圧ｖの波（位相）に対して電流ｉの波（位相）は90度遅れている
（正弦波交流回路をコイルＬの単素子回路として組んだ場合の波形）
ロ．電圧ｖの波（位相）に対して電流ｉの波（位相）は遅れも進みも無い。（同位相であるという）
（正弦波交流回路を電気抵抗Ｒの単素子回路として組んだ場合の波形）
ハ．電圧ｖの波（位相）に対して電流ｉの波（位相）は90度進んでいる。
（正弦波交流回路をコンデンサＣの単素子回路として組んだ場合の波形）
二．ただの でたらめな波形
・・・ということで、
問４の 答え． ハ．
【問５】
◎この問題は３Φ３Ｗ（３相３線式200Ｖ交流回路）を題材にしており、３相交流回路の代表的な結線方式であるスター結線で回路が組まれている。スター結線された回路には各部に異なる名前と以下のような特徴がある。
相（そう：Ｐｈａｓｅ）という漢字は電気回路の説明ではに多くの意味で使用される文字である。
問４ではジェネレーター（発電機）のコイルの回転角度のことを位相と呼んだり、 電圧・電流の波のことも相と呼んだ。 そして今回のスター結線回路では、負荷として組み込まれている10[Ω]の電気抵抗の部分も「相（Ｐｈａｓｅ）」と呼ぶ。 基礎から説明を書くと膨大な量になるので 以下はかなり端折って書くが、上図の回路では、三相（三つの波の）交流は、電源側 〇端点 から左側の負荷にかけて流れ込んだり流れ出たりする。 そして３点から入出する３つの波の位相は規則正しく120度ずつズレている。そのことにより、正常時にはスター結線の中央にある３線の短絡部（点）での電流量は0[Ａ]、電圧も0[V]になる。
ここで電流について観れば、左端電源の〇点から右負荷側直前までの「線路」に流れている電流を「線電流」と呼び、 そのままの大きさで負荷「10[Ω]の電気抵抗」に流れ込んだ段階で、電流の名前は「相電流」というように変わる。 呼び名は変わるが、ずっと同じ1本道（線）を流れている同じ大きさの電流である。 これをスター結線では「線電流＝相電流」と表現する。
さらに、電圧について観れば、左電源側の３つの〇端子に３線がつながれており、各線間の電圧を「線（間）電圧」と呼ぶ。 ただしどの組み合わせの２線も、負荷末端に辿っていくとそれぞれ１つずつ合わせて２つの負荷が線間にぶら下がっていることになるので、線間の電圧は２つつながったそれぞれの負荷の両端に分圧されて見えることになる。
2線式ならば相電圧は単純に線（間）電圧を２等分すればよいのだが、 ３相３線式だと、２線以外のもう１線の負荷が、つながった元の負荷のつなぎ目から分流するように出ているため、単純に線（間）電圧を２等分するわけにはいかず、 相電圧は 線管電圧÷√３ という計算で求めなければならない。
説明がだらだらと長引いたので、 いきなりだが解法の1例を紹介する。
設問では線電流を求めよとなっているが、 ここではまず、交流回路のｵｰﾑの法則を使う。
都合の良い事に、 この問題の回路の負荷は力率100％の電気抵抗負荷なので、 直流回路のオームの法則をそのまま使用できる。
スター結線では 「線電流＝相電流」 なので、この問題は「相電流を求めなさい」 という事になり、相部分の10Ω抵抗に流れる電流を知りたければ、オームの法則より、 相電圧VP［V］÷電気抵抗R［Ω］ という式で求められる。 ここで相電圧VPは 線（間）電圧210［V］÷√３なので、それぞれを代入すると、 ※√３＝1.73 とします
（210／√３）／10 ＝ （210√３／３）×（１／10） ＝7√３ ＝ 7×1.73 ＝ １２．１１ ≒ １２．１
問５の 答え． ロ．１２．１
今日も たったの３問しか確認できずに申し訳ありません。 また来週あたりにこの続きを書きたいと思います。
執筆者への愛のムチを
頂けましたら幸甚です
