第97問光源の放射束のうち、人の目に光として感じる量を表し、単位にlm（ルーメン）を用いる用語として、適当なものはどれか。
- A光束
- B光量
- C光度
- D照度
2級電気工事施工管理技士（第一次検定） ③ 電気応用・発電設備
電気の利用と発電を扱う分野です。照明では光束・照度・光度・輝度の関係、光源の種類と特性、照度計算と配置が中心テーマになります。電熱では抵抗加熱や誘導加熱の原理、電気化学ではめっきと電池が対象です。発電設備では水力発電の出力計算と水車の種類、火力発電の熱サイクル、原子力発電の概要、太陽光や風力といった再生可能エネルギーの特徴が問われます。照度計算は定番の計算論点になります。
この分野の問題46問を、選択肢・正解・解説つきで掲載しています。まず自分で解答を考えてから「正解と解説を見る」を開いて答え合わせをしてください。
クイズモードで挑戦 →第98問照明に関する用語とその単位の組み合わせとして、適当でないものはどれか。
- A光量ーlm・s
- B光度ーlx
- C輝度ーcd/m²
- D照度ーlx
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第99問単位立体角当たりの割合で表される、光源からある方向に向かう光束の量を示す用語はどれか。
- A照度
- B光度
- C輝度
- D光束発散度
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第100問光源の色温度に関する記述として、適当なものはどれか。
- A相関色温度が高いほど暖色系の色となる。
- B相関色温度が低いほど寒色系の色となる。
- C相関色温度5300Kを超える光源は涼色に分類される。
- D相関色温度3300K未満の光源は涼色に分類される。
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第101問LEDランプの特徴に関する記述として、適当なものはどれか。
- A逆方向バイアスに対する耐圧が低いため、逆電圧により破壊されやすい。
- B発光時に熱が全く発生しないため、放熱対策が不要である。
- C交流電圧を直接接続して使用するのが一般的である。
- D周囲温度が低い場所では点灯できないため、寒冷地では使用できない。
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正解：A．逆方向バイアスに対する耐圧が低いため、逆電圧により破壊されやすい。
LED素子は逆方向バイアスに対する耐圧が低く、逆電圧により破壊されやすいため電流制限抵抗等を接続して用います。
この問題の解説ページを開く →第102問LEDランプの特性とその対策や構造に関する記述として、適当なものはどれか。
- A発光原理を放電発光といい、内部に微量のガスを封入している。
- B振動や衝撃に弱いため、ガラス管で保護されている。
- C大型化が容易な反面、小型・軽量化には適していない。
- D発光時に熱が発生するため、フィンを付けるなどの放熱対策が必要である。
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第103問照明用光源の特徴として、適当でないものはどれか。
- ALEDランプはエポキシ等の樹脂でモールドされており振動に強い。
- B蛍光ランプは放電で発生する紫外線を蛍光体にあてて可視光線を出している。
- C高圧ナトリウムランプは、低圧ナトリウムランプに比べて演色性が良い。
- DLEDで白色を作るには、赤色LEDとその光が当たると発光する蛍光体で構成する。
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正解：D．LEDで白色を作るには、赤色LEDとその光が当たると発光する蛍光体で構成する。
LEDで白色を作る方法の一つは、青色LED（または近紫外線LED）とその光が当たると発光する蛍光体で構成するものです。
この問題の解説ページを開く →第104問HIDランプに分類されない光源はどれか。
- Aメタルハライドランプ
- Bハロゲンランプ
- C高圧ナトリウムランプ
- D高圧水銀ランプ
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第105問照明用光源の比較に関する記述として、適当でないものはどれか。
- Aメタルハライドランプは、高圧水銀ランプに比べて演色性が良い。
- Bハロゲン電球は、メタルハライドランプに比べて定格寿命が短い。
- C高圧水銀ランプは、消灯直後の水銀蒸気圧が低いため、すぐに再始動できる。
- D低圧ナトリウムランプはオレンジ色の光が特徴的である。
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第106問低圧ナトリウムランプの特徴による使用上の結果として、適当なものはどれか。
- A単色光の光源であるため、演色性は劣るが特定の照明用途に用いられる。
- B演色性が極めて高いため、精密な色の判別が必要な作業場に適している。
- C幅広い波長の光を出すため、美術館の照明に多用される。
- D点灯直後から最大光束に達するため、頻繁な点滅を繰り返す場所に適している。
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第107問距離の逆2乗の法則に基づき、点光源から平面上の点までの距離が2倍になった場合、法線照度はどのようになるか。
- A4分の1になる
- B2倍になる
- C変わらない
- D2分の1になる
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第108問照度計算に関する記述として、適当でないものはどれか。
- A逐点法は、点光源による直接照度に用いられる計算方法である。
- B法線照度は、光源の光軸方向に垂直な面上の照度をいう。
- C点光源の直下の照度に比べ、角度θ傾いた平面の水平面照度はcosθに反比例する。
- D法線照度は、点光源の光度に比例する。
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正解：C．点光源の直下の照度に比べ、角度θ傾いた平面の水平面照度はcosθに反比例する。
照度の余弦法則により、水平面照度は法線照度にcosθを乗じた値（比例）となります。反比例ではありません。
この問題の解説ページを開く →第109問作業面の平均照度を求める「光束法」の計算式に含まれない要素はどれか。
- Aランプの光束
- B保守率
- C照明率
- Dランプの定格寿命
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第110問室指数と照明率の関係に関する記述として、適当なものはどれか。
- A室指数が大きいほど、照明率は小さくなる。
- B室指数が小さいほど、照明率は小さくなる。
- C室内の反射率が小さいほど、照明率は大きくなる。
- D壁面や天井面の反射率に関わらず、照明率は一定である。
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第111問保守率に関する記述として、適当でないものはどれか。
- A下面開放形照明器具は、下面カバー付照明器具と比較して保守率が小さくなる。
- B新設時に同じ条件で測定した平均照度に対する、一定期間使用後の平均照度の比である。
- C保守率が小さいほど、長期間使用した際の照度は下がる。
- D光源の種類や照明器具の清掃回数の影響を受ける。
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正解：A．下面開放形照明器具は、下面カバー付照明器具と比較して保守率が小さくなる。
下面カバー付照明器具の方が、下面開放形照明器具と比較して保守率は小さくなります（汚れが溜まりやすいため）。
この問題の解説ページを開く →第112問JISの「照明基準総則」において、事務所の「事務室」に推奨される維持照度と平均演色評価数(Ra)の組み合わせとして、適当なものはどれか。
- A維持照度500lx、Ra60
- B維持照度750lx、Ra40
- C維持照度500lx、Ra90
- D維持照度750lx、Ra80
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第113問照明の配光の種類のうち、下方への光束が多く一般的に照明率が良いが、天井に暗く強い陰影を与える方式はどれか。
- A半直接照明
- B直接照明
- C全般拡散照明
- D半間接照明
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第114問配光の種類に関する記述として、適当でないものはどれか。
- A半直接照明は、上方へ一部の光束を放射し直接照明の陰影の濃さを改善する。
- B全般拡散照明は、半透過のカバーなどで透した光を全方向に広げる方式である。
- C間接照明は、上方への光束が多く室内全体が一様な明るさとなるが、照明率は良い。
- D半間接照明は、上方への光束が下方への光束より多く、やわらかな光が得られる方式である。
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正解：C．間接照明は、上方への光束が多く室内全体が一様な明るさとなるが、照明率は良い。
間接照明は壁・天井の反射による光束を利用するため、やわらかな雰囲気を与えますが照明率は劣ります。
この問題の解説ページを開く →第115問一般事務室照明の省エネルギー対策として、適当なものはどれか。
- A保守率の値が小さい照明器具を選定する。
- B作業照度と周辺面の照度を分けるタスク・アンビエント照明方式を用いる。
- C点滅区分をできるだけ大きく統合し、一括で点灯・消灯できるようにする。
- D昼光を利用せず、常に一定の出力で点灯し続ける制御を行う。
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正解：B．作業照度と周辺面の照度を分けるタスク・アンビエント照明方式を用いる。
省エネルギー対策として、保守率の大きい器具の選定、細分化した点滅、タスク・アンビエント照明、昼光利用の調光制御が挙げられます。
この問題の解説ページを開く →第116問電気加熱の種類のうち、導電性の物体中に生じる渦電流損や磁性材料に生じるヒステリシス損を利用する加熱方式はどれか。
- A誘導加熱
- B抵抗加熱
- C誘電加熱
- Dアーク加熱
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第117問マイクロ波加熱（電子レンジなど）で利用されている電気加熱の原理として、適当なものはどれか。
- A抵抗体に電流を通じた際に発生するジュール熱を利用する。
- B電極間に生ずる放電を利用する。
- C高周波電界によって絶縁性被熱物中に生じる誘電体損による発熱を利用する。
- D気体がイオンと電子に分離した状態のエネルギーを利用する。
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第118問電気加熱の種類とその特徴の組み合わせとして、適当でないものはどれか。
- A抵抗加熱ージュール熱を利用する。
- B赤外線加熱ー赤外放射エネルギーを利用する。
- Cプラズマ加熱ー気体がイオンと電子に分離した状態を利用する。
- D電子ビーム加熱ー平行平板電極間の高周波電界を利用する。
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第119問硫酸銅のような金属塩の溶液を電気分解し、陰極に純度の高い金属を析出・付着させる作用を何というか。
- A電解析出
- B抵抗加熱
- C誘導加熱
- Dアーク加熱
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第120問ダム水路式の水力発電所において、水車入口弁を急速に閉鎖した場合に起こる現象とその影響として、適当なものはどれか。
- A水圧管内の流速が急激に低下し、発電機出力が一時的に上昇する。
- Bサージタンク内の水位が異常低下し、空気が混入する。
- C水圧管内に水撃作用が発生し、水圧管を破裂させることがある。
- D落差が一時的に増加し、水車の回転速度が無制限に上昇する。
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第121問ダム水路式における水撃作用が大きくなる条件として、適当でないものはどれか。
- A水車入口弁の閉鎖に要する時間が短いほど大きくなる。
- B水圧管の長さが短いほど大きくなる。
- C水圧管の流速が速いほど大きくなる。
- D水圧管内を伝わる圧力波の伝播速度が速いほど大きくなる。
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第122問築堤材料に大量の岩石や土等を盛り立てて築造するダムの分類として、適当なものはどれか。
- Aコンクリートダム
- B重力ダム
- Cアーチダム
- Dフィルダム
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第123問ダムの種類と特徴の組み合わせとして、適当でないものはどれか。
- A重力ダムーコンクリートの自重を利用して水圧等の荷重に耐える。
- Bアーチダムー上流側に遮水壁を構築し、垂直な壁を下流側に並べて支える。
- C中空重力ダムー内部が空洞で、重力式ダムに比べてコンクリート量が少ない。
- Dロックフィルダム（ゾーン型）ー岩と粘土質の土を積み上げて造る。
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正解：B．アーチダムー上流側に遮水壁を構築し、垂直な壁を下流側に並べて支える。
上流側に遮水壁を構築し垂直な壁で支えるのはバットレスダムです。アーチダムは両岸の岩盤で支えます。
この問題の解説ページを開く →第124問遮水部分が表面にあるため、施工やメンテナンスが容易である特徴をもつダムはどれか。
- Aロックフィルダム（表面遮水壁型）
- Bアースダム
- Cアーチダム
- D中空重力ダム
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第125問圧力水頭を速度水頭に変えた流水をランナに作用させる構造の衝動水車の代表例はどれか。
- Aフランシス水車
- Bカプラン水車
- Cデリア水車
- Dペルトン水車
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第126問水車の分類と特徴に関する記述として、適当でないものはどれか。
- A水車は動作原理により衝動水車と反動水車に大別される。
- Bフランシス水車は、流水がランナ内で軸方向に向きを変えて流出する反動水車である。
- Cプロペラ水車や斜流水車は反動水車に分類される。
- Dペルトン水車は、圧力水頭をもつ流水をそのままランナに作用させる反動水車である。
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第127問水車発電機の特徴として、蒸気タービン発電機と比較した場合の記述で適当なものはどれか。
- A短絡比は蒸気タービン発電機より小さい。
- B回転子には非突極形のものが使用されている。
- C回転速度は蒸気タービン発電機より遅い。
- D極数は蒸気タービン発電機より少ない。
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第128問水車によって駆動される水車発電機の構造形式として、主に大容量低速機に適しているものはどれか。
- A立軸形
- B横軸形
- C斜軸形
- D円筒回転界磁形
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第129問水力発電所の発電機出力 P [kW] を求める計算式として、適当なものはどれか。（Q:水量、H:有効落差、ηt:水車効率、ηg:発電機効率）
- AP = 9.8 × Q × H / (ηt × ηg)
- BP = 9.8 × Q × H × ηt × ηg
- CP = Q × H × ηt × ηg / 9.8
- DP = 9.8 × (Q + H) × ηt × ηg
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第130問火力発電所の燃焼ガスによる大気汚染を軽減するための装置のうち、排ガス中の硫黄酸化物を取り除くものはどれか。
- A脱硝装置
- B電気集じん器
- C脱硫装置
- D空気予熱器
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第131問火力発電所の環境対策装置とその役割の組み合わせとして、適当でないものはどれか。
- A電気集じん器ー電界の作用により排ガス中の窒素酸化物を捕集する。
- B脱硫装置ー排ガス中の硫黄酸化物を取り除く。
- C脱硝装置ー排ガス中の窒素酸化物を取り除く。
- Dろ過式集じん器（バグフィルタ）ーろ布により排ガス中のばいじんをろ過捕集する。
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第132問汽力発電設備において、水と蒸気が設備内を流れる順序として適当なものはどれか。
- A復水ポンプ → ボイラ → 節炭器 → 過熱器 → タービン
- B復水ポンプ → 低圧給水加熱器 → 脱気器 → ボイラ給水ポンプ → 高圧給水加熱器 → 節炭器
- C復水ポンプ → 節炭器 → 給水加熱器 → ボイラ → タービン
- D復水ポンプ → 脱気器 → 過熱器 → ボイラ → タービン
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正解：B．復水ポンプ → 低圧給水加熱器 → 脱気器 → ボイラ給水ポンプ → 高圧給水加熱器 → 節炭器
水と蒸気は、復水ポンプ→低圧給水加熱器→脱気器→ボイラ給水ポンプ→高圧給水加熱器→節炭器の順に流れます。
この問題の解説ページを開く →第133問汽力発電の主な設備の名称と役割の組み合わせとして、適当でないものはどれか。
- A節炭器ー煙道ガスの余熱を利用してボイラ給水を加熱する装置。
- B再熱器ー高圧タービンで仕事をした蒸気を再過熱する装置。
- C蒸気ドラムー水分と飽和水蒸気を分離し、給水を注水する装置。
- D過熱器ータービンの途中から抽気した蒸気でボイラへの給水を加熱する装置。
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正解：D．過熱器ータービンの途中から抽気した蒸気でボイラへの給水を加熱する装置。
タービンから抽気した蒸気で給水を加熱するのは給水加熱器です。過熱器は蒸気を過熱蒸気にする装置です。
この問題の解説ページを開く →第134問汽力発電設備において、復水器の内部圧力を低くし真空度を高くした場合の結果として、適当なものはどれか。
- A蒸気タービン入口の蒸気圧力が上昇し、タービンが破損する。
- B排出する熱エネルギーが大きくなり、全体の熱効率が低下する。
- Cタービン出口蒸気の排気圧が低くなり、全体の熱効率が向上する。
- Dボイラへの給水温度が極端に低下し、ボイラ効率が低下する。
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正解：C．タービン出口蒸気の排気圧が低くなり、全体の熱効率が向上する。
復水器の真空度を高くするとタービン出口の排気圧が低くなり、排出する熱エネルギーが小さくなるため熱効率が向上します。
この問題の解説ページを開く →第135問汽力発電設備において、煙道の燃焼ガスで燃焼用空気を加熱して燃焼効率を向上させる装置はどれか。
- A空気予熱器
- B過熱器
- C節炭器
- D再熱器
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第136問蒸気タービンおよびタービン発電機の特徴に関する記述として、適当でないものはどれか。
- Aタービン内で蒸気が作用する原理により、衝動タービンと反動タービンに分けられる。
- Bタービン発電機の極数は、水車発電機に比べて多く、多極機が採用される。
- Cタービン発電機の回転子は非突極回転界磁形（円筒回転界磁形）が採用される。
- D大容量機では水素冷却方式が採用されることがある。
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正解：B．タービン発電機の極数は、水車発電機に比べて多く、多極機が採用される。
タービン発電機の極数は2極または4極であり、水車発電機に比べて少なく、回転速度が速いのが特徴です。
この問題の解説ページを開く →第137問汽力発電における基本的な熱サイクルであり、水がボイラで蒸発し過熱蒸気となってタービンで仕事をした後、復水器で飽和水に戻るサイクルを何というか。
- A再熱サイクル
- B再生サイクル
- Cコンバインドサイクル
- Dランキンサイクル
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第138問汽力発電において、高圧タービンで膨張した蒸気を再びボイラに送り、過熱して蒸気の湿り度を少なくし再び低圧タービンに送ることで熱効率を向上させるサイクルはどれか。
- Aランキンサイクル
- B再生サイクル
- C再熱サイクル
- D複合サイクル
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第139問汽力発電の熱サイクルに関する記述として、適当でないものはどれか。
- A再生サイクルは、タービン内で膨張する途中の蒸気の一部を抽出し、給水加熱に用いる。
- B再熱サイクルは、蒸気を再過熱することで蒸気の湿り度を少なくする。
- Cタービン入口蒸気に高温・高圧のものを採用すると熱効率が向上する。
- Dランキンサイクルは、蒸気の一部をタービン外に抽出し熱効率を向上させる特別なサイクルである。
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正解：D．ランキンサイクルは、蒸気の一部をタービン外に抽出し熱効率を向上させる特別なサイクルである。
蒸気の一部を抽出して給水加熱に用いるのは再生サイクルです。ランキンサイクルは抽出を行わない基本的なサイクルです。
この問題の解説ページを開く →第140問原子力発電に関する記述として、適当なものはどれか。
- A長時間安定した運転ができるため、ベース供給力として使用される。
- B発電量が不安定であるため、ピーク電源として使用される。
- C燃焼ガスでガスタービンを回し、その排熱回収蒸気で蒸気タービンも回す方式である。
- D出力変動が大きいため、天候に合わせて出力を細かく調整する。
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第141問その他の発電設備に関する記述として、適当でないものはどれか。
- A太陽光発電は省資源に有効であるが、季節や気象条件等に左右されるため出力変動が大きい。
- Bパワーコンディショナは太陽電池で発電された直流電力を交流に変換する機能をもつ。
- C風力発電設備は自然風を利用するため、出力が安定しておりピーク電源に適している。
- D燃料電池は水素と酸素が起こす電気化学反応により直接電気エネルギーを発生させる。
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第142問燃料電池の発電原理として、適当なものはどれか。
- A燃料の熱でタービンを回し、機械エネルギーから発電する。
- B水素と酸素の電気化学反応により、化学エネルギーから直接発電する。
- C内部に蓄えた電気エネルギーを外部回路へ放電して発電する。
- D光エネルギーを半導体の接合部で電気エネルギーに変換する。
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正解：B．水素と酸素の電気化学反応により、化学エネルギーから直接発電する。
燃料電池は、外部から供給される水素と酸素の電気化学反応により、化学エネルギーを直接電気エネルギーへ変換します。タービンを用いず、蓄電池のように電気を蓄えるものでもありません。
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