平成25年度 第二種電気工事士 下期 筆記試験 解答と解説

2023年05月13日更新

本問題の計算で $\sqrt{2}$,$\sqrt{3}$ 及び円周率 $\pi$ を使用する場合の数値は次によること。$\sqrt{2}=1.41$,$\sqrt{3}=1.73$,$\pi=3.14$

No. 1 直流回路

図のような回路で,電流計の値が 2 [A] を示した。このときの電圧計の指示値 [V] は。

回路
  1. 16
  2. 32
  3. 40
  4. 48
【答え】

回路の各部の電流を図示すると,下図のようになる。

各部の電流
各部の電流

電圧計が並列に接続される 4 [Ω] の抵抗には,8 [A] の電流が流れるので,電圧計の指示値は 32 [V] となる。

No. 2 コイルに流れる電流

コイルに 100 [V],50 [Hz] の交流電圧を加えたら 6 [A] の電流が流れた。このコイルに 100 [V],60 [Hz] の交流電圧を加えたときに流れる電流 [A]。

ただし,コイルの抵抗は無視できるものとする。

  1. 2
  2. 3
  3. 4
  4. 5
【答え】

コイルに 100 [V],50 [Hz] の交流電圧を加えたら 6 [A] の電流が流れるので,コイルのリアクタンスを $L$ [H] は次式で求められる。

\[ L = \frac{100}{2 \pi \times 50 \times 6} \]

よって,100 [V],60 [Hz] の交流電圧を加えたときに流れる電流 $I$ [A] は次式で求められる。

\[ I = \frac{100}{2 \pi \times 60 \times L} = 6 \times \frac{50}{60} = 5 \text{ [A]} \]

No. 3 銅導線の抵抗値

直径 2.6 [mm],長さ 10 [m] の銅導線と抵抗値が最も近い同材質の銅導線は。

  1. 直径 1.6 [mm],長さ 20 [m]
  2. 断面積 5.5 [mm²],長さ 10 [m]
  3. 直径 3.2 [mm],長さ 5 [m]
  4. 断面積 8 [mm²],長さ 10 [m]
【答え】

銅の抵抗率を $\rho$ [Ω·mm2/m] とすると,直径 2.6 [mm],長さ 10 [m] の銅導線の抵抗値は,1.88 ρ [Ω]となる。同様に,イは 9.95 ρ [Ω],ロは 1.82 ρ [Ω],ハは 0.62 ρ [Ω],ニは 1.25 ρ [Ω] となり,ロの抵抗値が最も近い。

No. 4 電線の接続不良により発生する熱量

電線の接続不良により,接続点の接触抵抗が 0.2 [Ω] となった。この電線に 10 [A] の電流が流れると,接続点から 1 時間に発生する熱量 [kJ] は。

ただし,接触抵抗の値は変化しないものとする。

  1. 7.2
  2. 17.2
  3. 20.0
  4. 72.0
【答え】

発生する熱量 $w$ [kJ] は,次式で求められる。

\[ w = Pt = ri^2 t = \frac{0.2 \times 10^2 \times 3600}{1000} = 72 \text{ [kJ]} \]

No. 5 三相 3 線式回路(Δ 結線)の全消費電力

図のような三相 3 線式回路の全消費電力 [kW] は。

Δ 結線の三相 3 線式回路
  1. 2.4
  2. 4.8
  3. 9.6
  4. 19.2
【答え】

一相当たりのインピーダンス $Z$ は,次式で求められる。

\[ Z = \sqrt{R^2 + L^2} = \sqrt{8^2 + 6^2} = 10 \text{ [Ω]} \]

線間電圧は 200 V であるので,一相当たりの電流 $I$ は,$I=200/10 = 20$ [A]。よって,消費電力 $P$ [kW] は次式で求められる。

\[ P = \frac{3 \times 8 \times 20^2}{1000} = 9.6 \text{ [kW]} \]

No. 6 単相 3 線式回路の電圧降下

図のような単相 3 線式回路において,電線 1 線当たりの抵抗が 0.1 [Ω] のとき,a - b 間の電圧 [V] は。

単相 3 線式回路の電圧降下
  1. 102
  2. 103
  3. 104
  4. 105
【答え】

電線には 10 [A] の電流が流れる。電圧降下を考慮すると,a - b 間の電圧は,次式で求められる。

\[ 105 - 0.1 \times 10 = 104 \text{ [V]} \]

No. 7 三相 3 線式回路(Δ 結線)電線路の電力損失

図のような三相 3 線式回路において,電線 1 線当たりの抵抗が $r$ [Ω],線電流が $I$ [A] のとき,この電線路の電力損失 [W] を示す式は。

三相 3 線式回路(Δ 結線)の電線路の電力損失
  1. $\sqrt{3}Ir$
  2. $\sqrt{3}I^2r$
  3. $3Ir$
  4. $3I^2r$
【答え】

電線 1 線当たりの電力損失は $I^2r$ となる。3 線での電力損失は,電線 1 線当たりの電力損失の 3 倍となる。

No. 8 電線の許容電流

金属管による低圧屋内配線工事で,管内に直径 2.0 [mm] の 600 [V] ビニル絶縁電線(軟銅線) 3 本を収めて施設した場合,電線 1 本当たりの許容電流 [A] は。

ただし,周囲温度は 30 [°C] 以下,電流減少係数は 0.70 とする。

  1. 19
  2. 24
  3. 33
  4. 35
【答え】

直径 2.0 [mm] の 600 [V] ビニル絶縁電線の許容電流は 35 [A] で,これに電流減少係数 0.70 を乗じる。

\[ 35 \times 0.70 = 24.5 \text{ [A]} \]

No. 9 低圧幹線の許容電流

図のような電熱器(H) 1 台と電動機(M) 2 台が接続された単相 2 線式の低圧屋内幹線がある。この幹線の太さを決定する根拠となる電流 $I_W$ [A] と幹線に施設しなければならない過電流遮断器の定格電流を決定する根拠となる電流 $I_B$ [A] の組合せとして,適切なものは

ただし,需要率は 100 [%] とする。

低圧幹線の許容電流
  1. $I_W$ = 25 [A],$I_B$ = 25 [A]
  2. $I_W$ = 27 [A],$I_B$ = 65 [A]
  3. $I_W$ = 30 [A],$I_B$ = 65 [A]
  4. $I_W$ = 30 [A],$I_B$ = 75 [A]
【答え】

幹線の許容電流を $I_W$ ,電動機の定格電流の合計を $I_M$ (= 20 A),他の電気使用機械器具の定格電流の合計を $I_H$ (5 A) とする。

幹線の許容電流

電線の許容電流は,低圧幹線の各部分ごとに,その部分を通じて供給される電気使用機械器具の定格電流の合計以上であること。

原則($I_M \lt I_H$)

電線の許容電流は,低圧幹線の各部分ごとに,その部分を通じて供給される電気使用機械器具の定格電流の合計以上。

\[ I_W \ge I_M + I_H \]
$I_M \gt I_H$ の場合で,$I_M \le 50$ [A] のとき

電動機等の定格電流の合計が 50 A 以下の場合は,その定格電流の合計の 1.25 倍に他の電気使用機械器具の定格電流の合計を加えたもの以上となる。

\[ I_W \ge 1.25 I_M + I_H \]
$I_M \gt I_H$ の場合で,$I_M \gt 50$ [A] のとき

電動機等の定格電流の合計が 50 A を超える場合は,その定格電流の合計の 1.1 倍に他の電気使用機械器具の定格電流の合計を加えたもの以上となる。

\[ I_W \ge 1.1 I_M + I_H \]

本問では,電動機等の定格電流の合計が 50 A 以下に該当するので,幹線の許容電流は $I_W$ = 5 + 1.25 × (10+10) = 30 [A] である。

過電流遮断器の定格電流

過電流遮断器の定格電流を $I_B$,幹線の許容電流を $I_W$,電動機の定格電流の合計を $I_M$,他の電気使用機械器具の定格電流の合計を $I_H$ とする。

電動機等が接続されない場合

当該低圧幹線の許容電流以下のものであること。

\[ I_B \le I_W \]
電動機等が接続される場合

電動機等の定格電流の合計 $I_M$ の 3 倍に,他の電気使用機械器具の定格電流の合計 $I_H$ を加えた値以下であること。

\[ I_B \le 3 I_M + I_H \]

上記の値が当該低圧幹線の許容電流 $I_W$ を 2.5 倍した値を超える場合は,その許容電流を 2.5 倍した値以下であること。

\[ I_B \le 2.5 I_W + I_H \]

本問では電動機等が接続される場合に該当するので,$I_B$ ≤ 3 × (10 + 10) + 5 = 65 [A] である。これは,当該低圧幹線の許容電流を 2.5 倍した値,2.5 × 30 = 75 [A] を超えない。


2022年10月18日,図を訂正

No. 10 低圧屋内配線の分岐回路の設計

低圧屋内配線の分岐回路の設計で,配線用遮断器,分岐回路の電線の太さ及びコンセントの組合せとして,適切なものは

ただし,分岐点から配線用遮断器までは2[m],配線用遮断器からコンセントまでは5[m]とし,電線の数値は分岐回路の電線(軟銅線)の太さを示す。

また,コンセントは兼用コンセントではないものとする。

低圧屋内配線の分岐回路の設計
【答え】

ロ.は定格電流 30 A のコンセント 2 個であるのに,分岐回路の種類が 20 A であるため不適。

ハ.は分岐回路が 30 A であるのに,電線の太さが 2.0 mm であるため不適。2.6 mm 以上の電線を使用する。

ニ.は分岐回路が 30 A であるのに,定格電流 15 A のコンセントであるため不適。コンセントは 20 A 以上 30 A 以下のものを使用する。

No. 11 ゴムコード

許容電流から判断して,公称断面積 0.75 [mm²] のゴムコード(絶縁物が天然ゴムの混合物)を使用できる最も消費電力の大きな電熱器具は。

ただし,電熱器具の定格電圧は 100 [V] で,周囲温度は 30 [°C] 以下とする。

  1. 150 [W] の電気はんだごて
  2. 600 [W] の電気がま
  3. 1500 [W] の電気湯沸器
  4. 2000 [W] の電気乾燥機
【答え】

公称断面積 0.75 [mm²] のとき導体の直径は約 1.0 [mm] 未満である。導体の直径が 1.0 [mm] 以上 1.2 [mm] 未満の軟銅線又は硬銅線の許容電流は 16 [A] である。

No. 12 三相誘導電動機の回転速度

三相誘導電動機が周波数 50 [Hz] の電源で無負荷運転されている。この電動機を周波数 60 [Hz] の電源で無負荷運転した場合の回転の状態は。

  1. 回転速度は変化しない。
  2. 回転しない。
  3. 回転速度が減少する。
  4. 回転速度が増加する。
【答え】

回転速度(同期速度) $N_s$ は,次式の通り電源の周波数 $f$ に比例する(ただし,$p$ は三相誘導電動機の極数)。電源の周波数が 50 [Hz] から 60 [Hz] に増加すると,電動機の回転速度も増加する。

\[ N_s = \frac{120f}{p} \]

No. 13 アウトレットボックス(金属製)の使用方法

アウトレットボックス(金属製)の使用方法として,不適切なものは

  1. 金属管工事で電線の引き入れを容易にするのに用いる。
  2. 配線用遮断器を集合して設置するのに用いる。
  3. 金属管工事で電線相互を接続する部分に用いる。
  4. 照明器具などを取り付ける部分で電線を引き出す場合に用いる。
【答え】

アウトレットボックス内に配線用遮断器を集合して設置することはできないので,答えはロ.である。

No. 14 金属管(鋼製電線管)の切断及び曲げ作業に使用する工具

金属管(鋼製電線管)の切断及び曲げ作業に使用する工具の組合せとして,適切なものは

  1. やすり,金切りのこ,パイプベンダ
  2. リーマ,パイプレンチ,トーチランプ
  3. リーマ,金切りのこ,トーチランプ
  4. やすり,パイプレンチ,パイプベンダ
【答え】

金属管の切断には金切りのこ及びやすりを用い,曲げ作業にはパイプベンダを用いるので答えはイ.である。

No. 15 工具の用途

写真に示す工具の用途は。

工具の用途
  1. 金属管の切断や,ねじを切る際の固定に用いる。
  2. コンクリート壁に電線管用の穴をあけるのに用いる。
  3. 電線管に電線を通線するのに用いる。
  4. 硬質塩化ビニル電線管の曲げ加工に用いる。
【答え】

写真の工具の名称はトーチランプであり,答えはニ.である。

No. 16 測定器の名称

写真に示す測定器の名称は。

測定器の名称
  1. 絶縁抵抗計
  2. 漏れ電流計
  3. 接地抵抗計
  4. 検相器
【答え】

絶縁抵抗計であり,答えはイ.である。[MΩ] の単位が見える。

No. 17 器具の用途

写真に示す器具の用途は。

器具の用途
器具の用途
  1. 蛍光灯の放電を安定させるために用いる。
  2. 電圧を変成するために用いる。
  3. 力率を改善するために用いる。
  4. 手元開閉器として用いる。
【答え】

写真の器具の名称は蛍光灯用安定器である。

No. 18 材料の用途

写真に示す材料の用途は。

材料の用途
  1. フロアダクトが交差する箇所に用いる。
  2. 多数の遮断器を集合して設置するために用いる。
  3. 多数の金属管が集合する箇所に用いる。
  4. 住宅でスイッチやコンセントを取り付けるのに用いる。
【答え】

写真に示す材料の名称は埋込スイッチボックスで,住宅でスイッチやコンセントを取り付けるのに用いる。

No. 19 D 種接地工事の省略

簡易接触防護措置を施した(人が容易に触れるおそれがない)乾燥した場所に施設する低圧屋内配線工事で,D 種接地工事を省略できないものは

  1. 三相 3 線式 200 [V] の合成樹脂管工事に使用する金属製ボックス
  2. 単相 100 [V] の埋込形蛍光灯器具の金属部分
  3. 単相 100 [V] の電動機の鉄台
  4. 三相 3 線式 200 [V] の金属管工事で,電線を収める管の全長が 10 [m] の金属管
【答え】

D 種接地工事を省略できないものはニ.である。屋内配線の使用電圧が交流対地電圧 150 V 以下の場合において,電線を収める管の長さが 8 m 以下のものに簡易接触防止措置を施すときは D 種接地工事を省略できる。

No. 20 単相 3 線式 100 / 200 V 屋内配線工事

単相 3 線式 100 / 200 V 屋内配線工事で,不適切な工事方法は

ただし,使用する電線は 600 V ビニル絶縁電線,直径 1.6 [mm] とする。

  1. 同じ径の硬質塩化ビニル電線管(VE) 2 本を TS カップリングで接続した。
  2. 合成樹脂製可とう電線管(PF 管)内に,電線の接続点を設けた。
  3. 合成樹脂製可とう電線管(CD 管)を直接コンクリートに埋め込んで施設した。
  4. 金属管を点検できない隠ぺい場所で使用した。
【答え】

合成樹脂製可とう電線管(PF 管)内に,電線の接続点を設けることはできない。

No. 21 金属板張りの外壁を貫通する部分の低圧屋内配線工事

木造住宅の金属板張りの外壁(金属系サイディング)を貫通する部分の低圧屋内配線工事として,適切なものは

ただし,金属管工事,金属可とう電線管工事に使用する電線は,600 V ビニル絶縁電線とする。

  1. 金属管工事とし,金属板張りの外壁と電気的に完全に接続された金属管に D 種接地工事を施し貫通施工した。
  2. 金属管工事とし,壁に小径の穴を開け,金属板張りの外壁と金属管とを接触させ金属管を貫通施工した。
  3. ケーブル工事とし,貫通部分の金属板張りの外壁を十分に切り開き,600 V ビニル絶縁ビニルシースケーブルを合成樹脂管に収めて電気的に絶縁し貫通施工した。
  4. 金属可とう電線管工事とし,貫通部分の金属板張りの外壁を十分に切り開き,金属製可とう電線管を壁と電気的に接続し貫通施工した。
【答え】

木造住宅の金属板張りの外壁(金属系サイディング)を貫通する部分の低圧屋内配線工事では,金属板と電気的に接続しないように施設する。

No. 22 漏電遮断器の省略

単相 3 線式 100 / 200 V の屋内配線工事で漏電遮断器を省略できないものは

  1. 簡易接触防護措置を施してない(人が容易に触れるおそれがある)場所に施設するライティングダクトの電路
  2. 小勢力回路の電路
  3. 乾燥した場所の天井に取り付ける照明器具に電気を供給する電路
  4. 乾燥した場所に施設した,金属製外箱を有する使用電圧 200 [V] の電動機に電気を供給する電路
【答え】

ライディングダクト工事の施設方法として,「ダクトの導体に電気を供給する電路には,当該電路に地絡を生じたときに自動的に電路を遮断する装置を施設すること」が必要である。

No. 23 低圧屋側配線部分の工事

同一敷地内の車庫へ使用電圧 100 [V] の電気を供給するための低圧屋側配線部分の工事として,不適切なものは

  1. 600 V 架橋ポリエチレン絶縁ビニルシースケーブル(CV)によるケーブル工事
  2. 硬質塩化ビニル電線管(VE)による合成樹脂管工事
  3. 1 種金属製線ぴによる金属線ぴ工事
  4. 600 V ビニル絶縁ビニルシースケーブル丸形(VVR)によるケーブル工事
【答え】

No. 24 一般用電気工作物の低圧屋内配線工事が完了したときの検査

一般用電気工作物の低圧屋内配線工事が完了したときの検査で,一般に行われていないものは

  1. 絶縁耐力試験
  2. 接地抵抗の測定
  3. 絶縁抵抗の測定
  4. 目視点検
【答え】

一般用電気工作物の低圧屋内配線工事が完了したときの検査の項目に,絶縁耐力試験は含まれない。

No. 25 変流器(CT)の用途

変流器(CT)の用途として,正しいものは

  1. 交流を直流に変換する。
  2. 交流の周波数を変える。
  3. 交流電圧計の測定範囲を拡大する。
  4. 交流電流計の測定範囲を拡大する。
【答え】

変流器は一般的に大電流を小電流に変成することで,交流電流計で測定できる範囲を拡大するので,答えはニ.である。

No. 26 絶縁抵抗値と接地抵抗値

工場の 200 [V] 三相誘導電動機(対地電圧 200 [V])への配線の絶縁抵抗値 [MΩ] 及びこの電動機の鉄台の接地抵抗値 [Ω] を測定した。電気設備技術基準等に適合する測定値の組合せとして,適切なものは

ただし,200 [V] 電路に施設された漏電遮断器の動作時間は 0.1 秒とする。

  1. 0.1 [MΩ], 50 [Ω]
  2. 0.4 [MΩ],600 [Ω]
  3. 0.1 [MΩ],200 [Ω]
  4. 0.2 [MΩ],300 [Ω]
【答え】

300 V 以下で対地電圧 150 V を超えるので,絶縁抵抗は 0.2 [MΩ] 以上となる。また,接地抵抗値は漏電遮断器の動作時間が 0.1 秒であるので,500 [Ω] 以下となる。答えはニ.である。

No. 27 交流回路の単相負荷の力率の測定

交流回路の単相負荷の力率を求める場合,必要な測定器の組合せとして,正しいものは

  1. 電圧計,回路計,周波数計
  2. 電圧計,周波数計,漏れ電流計
  3. 電圧計,電流計,電力計
  4. 周波数計,電流計,回路計
【答え】

電圧計と電流計にて皮相電力を測定し,電力計にて有効電力を測定することで,力率が求まる。よって答えはハ.である。

No. 28 電気工事士でなければ従事できない一般用電気工作物の工事又は作業

電気工事士法において,一般用電気工作物の工事又は作業で電気工事士でなければ従事できないものは

  1. 開閉器にコードを接続する工事
  2. 配電盤を造営材に取り付ける作業
  3. 地中電線用の暗きょを設置する工事
  4. 火災感知器に使用する小型変圧器(二次電圧が 36 [V] 以下)二次側の配線工事
【答え】

No. 29 電気用品安全法の適用を受ける電気用品

電気用品安全法の適用を受ける電気用品に関する記述として,誤っているものは

  1. 電気工事士は,電気用品安全法に定められた所定の表示が付されているものでなければ,電気用品を電気工作物の設置又は変更の工事に使用してはならない。
  2. の記号は,電気用品のうち特定電気用品を示す。
  3. の記号は,電気用品のうち特定電気用品以外の電気用品を示す。
  4. (PS)E の記号は,輸入した特定電気用品を示す。
【答え】

(PS)E は「電気用品のうち特定電気用品以外の電気用品」を示すので,答えはニ.である。

No. 30 一般用電気工作物に関する記述

一般用電気工作物に関する記述として,誤っているものは

  1. 高圧で受電するものは,受電電力の容量,需要場所の業種にかかわらず,すべて一般用電気工作物となる。
  2. 低圧で受電するものは,小出力発電設備を同一構内に施設しても一般用電気工作物となる。
  3. 低圧で受電するものであっても,火薬類を製造する事業場など,設置する場所によっては一般用電気工作物とならない。
  4. 低圧で受電するものであっても,出力 60 [kW] の太陽電池発電設備を同一構内に施設した場合,一般用電気工作物とならない。
【答え】

高圧で受電する自家用電気工作物もある。

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