素人解説 令和4年度下期 電験三種 理論科目問10−1

電験三種

50代のボクです。50代に入ってから電験の勉強を開始し、3年で電験三種、電験二種ホルダーになりました。素人ですが、過去問の解説を試みます。自分で解くなら こんな感じ を分かりやすく示したいと思います。素人解説なので電験二種合格者でも、この程度ということでご勘弁を。

令和4年度下期 第三種電気主任技術者試験 理論科目 問10

出典:令和4年度下期  第三種電気主任技術者試験  理論科目 問題 問10

過渡現象問題です。苦手な人も多いと思います。ボク的には電験三種理論科目で一番難しい出題エリアと考えています。単純なRL回路とRC回路だったら覚えれば済むのですが、ひねられた場合は微分方程式かラプラス変換を使う必要があります。(電験三種ではひねられることはないのかもしれませんが)

ボクは過渡現象の問題は少なくとも現象をイメージができるようにならないと苦しい と思っています。まず、問題を見てイメージするのは以下のようです。

図のスイッチSが開いた状態では、コンデンサが1Vで充電されている状態で電流は流れない というところからのスタートです。

今回はスイッチSが閉じることで、1V かかった端子を短絡することになり突入電流っぽく電流が流れようとするはずです。スイッチSを堺にiとiの2つの回路に分けて考えれば良いはず。

  • 左のRL回路では、スイッチLは電流が変化しないように働くので、突入電流iが立ち上がるのをLが邪魔して、なだらかに立ち上がります。電流が増えてくると抵抗の負担する電圧が増え、Lの効果は薄れて、最終的にはLに掛かる電圧は0になるはず。
  • 右のRC回路では、電源がない代わりに、初期はCが電源代わりに振る舞います。最初は1V電源にRが繋がれたように一定の電流が流れます。ですが、Cは電流iを流すことで電荷を失い、急激にiは減少するはずです。

さて、求めたいisはiとiの合計です。選択肢(1)〜(5)のグラフを見ると、iが0から始まらないので、合計であるisも0から始まる訳はなく、選択肢(2),(4)は切れます。

図全体で電源は1V直流電源しか無い、それで流れる抵抗も1Ωしかない。スイッチSを閉じたところで、電流は1[V]/1[Ω]=1[A]を超えるかな?と考えました。そこで、超えるのはおかしいと思い、選択肢(3)も消しました。選択肢(1)と(5)の二択までイメージだけで持っていきました。

ここでボクは間違って(1)を選択。不正解となりました。だって、ボクの絵の左右のグラフのように上がる効果と下がる効果を合わせたら、全く一定なんて都合が良い状態が発生するなんておかしい。

こんな都合が良い状態が発生するか は、きちんと証明しなければ判断出来ません。これを証明するのは(面倒なので)次回おこないます。スミマセン。

令和5年度 電験三種上期試験は先週終わりました。力を出し切れたでしょうか?やはり試験本番は緊張するし、試験直前の期間もストレスがかかったと思います。もし不運にも何らかの科目が不合格と予想される場合、また勉強を再開することになるかもですが、少しは気晴らしすることもオススメします。遠大な目標の中間地点で、休む訳には行かない という事情の人もいるでしょうが、もし一休みするなら一番いい時期が試験直後です。次の3月に再チャレンジがある方なら、今休むか、次の3月まで休まないか が最善の策。途中で集中が切れるくらいなら、期間厳守で休んでリフレッシュは有り と思います。以上何か参考になったら嬉しいです。

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