消防設備士乙種第3類　② 電気系基礎

正解：B．アルミニウム

アルミニウムは銀や銅などと同じく電気をよく伝える導体です。

正解：C．シリコンとゲルマニウム

シリコンやゲルマニウムは導体と絶縁体の中間の性質をもつ半導体です。

正解：D．モリブデン

モリブデンは導体に分類されます。その他の選択肢はすべて電気を通しにくい絶縁体です。

正解：C．長さに比例し断面積に反比例する

抵抗Rは導体の長さLに比例し断面積Aに反比例します(R=ρL/A)。

正解：D．I = R / V

オームの法則では電流Iは電圧Vを抵抗Rで割った値(I=V/R)となります。

正解：C．各抵抗値の和となる

直列接続の場合の合成抵抗は各抵抗値をそのまま足し合わせた和となります。

正解：B．各抵抗値の逆数の和の逆数となる

並列接続の合成抵抗は各抵抗値の逆数の和をさらに逆数にしたものになります。

正解：A．2Ω

並列接続の合成抵抗は(3×6)/(3+6)＝18/9＝2Ωとなります。

正解：C．60Ω

直列接続のため単純に足し合わせて10+20+30＝60Ωとなります。

正解：D．両電荷の電気量の積

静電気力の大きさは両電荷の電気量(電荷)の積に比例します。

正解：D．距離の2乗に反比例する

クーロンの法則により静電気力は電荷間の距離の2乗に反比例します。

正解：C．各静電容量の和

コンデンサの並列接続では各静電容量を足し合わせた和となります。抵抗の直列計算と同じです。

正解：A．各静電容量の逆数の和の逆数

コンデンサの直列接続は抵抗の並列接続と同じく逆数の和の逆数で求めます。

正解：A．2μF

直列接続のコンデンサなので和分の積を用いて(3×6)/(3+6)＝2μFとなります。

正解：B．R1×R4 ＝ R2×R3

向かい合う抵抗の積が等しくなるとき(R1×R4＝R2×R3)に検流計に電流が流れず平衡状態となります。

正解：C．H = I^2 R t

ジュール熱は電流の2乗と抵抗と時間の積(H = I^2 R t)で表されます。

正解：D．P = I R^2

電力は電流の2乗と抵抗の積(I^2 R)でありI R^2は誤りです。

正解：B．200W

電力P＝VIより100V×2A＝200Wとなります。

正解：B．2kWh

電力量W＝Ptより1kW×2h＝2kWhとなります。

正解：C．1000W

電力P＝V^2/Rより100^2÷10＝10000÷10＝1000Wとなります。

正解：B．フレミングの左手の法則

磁界中で電流が受ける力の方向を示すのはフレミングの左手の法則です(電動機の原理)。

正解：C．フレミングの右手の法則

導体が動くことで生じる起電力の方向を示すのはフレミングの右手の法則です(発電機の原理)。

正解：A．電流の方向

左手の中指は電流の方向、人差し指は磁力線の方向、親指は力の方向を示します。

正解：C．右ねじの法則

電流の流れる方向と磁界の方向の関係は右ねじの法則(アンペールの右ねじの法則)で表されます。

正解：C．√2倍

交流の最大値は実効値の√2倍となります。

正解：A．1/√2倍

交流の実効値は最大値を√2で割った値(1/√2倍)となります。

正解：B．V1/V2 ＝ N1/N2

変圧比は巻数比と等しくなりV1/V2＝N1/N2の関係が成り立ちます。

正解：C．逆比(反比例)になる

電圧の比は巻数比と等しいですが電流の比は巻数比の逆比(V1/V2 = I2/I1)となります。

正解：B．電圧よりπ/2遅れる

コイルの回路では電流の位相は電圧の位相よりもπ/2(90度)遅れます。

正解：C．電圧よりπ/2進む

コンデンサの回路では電流の位相は電圧の位相よりもπ/2(90度)進みます。

正解：B．並列に接続する

電圧計は測定部位間の電位差を測るため並列に接続します。

正解：A．直列に接続する

電流計は回路に流れる電流をそのまま通して測るため直列に接続します。

正解：B．倍率器

電圧計の測定範囲を広げるために直列に入れる抵抗器を倍率器といいます。

正解：C．分流器

電流計の測定範囲を広げるために並列に入れる抵抗器を分流器といいます。

正解：D．R = r (m-1)

倍率器の抵抗値Rは電圧計の内部抵抗rの(m-1)倍となります。

正解：C．R = r / (m-1)

分流器の抵抗値Rは電流計の内部抵抗rを(m-1)で割った値となります。

正解：C．メガー(絶縁抵抗計)

絶縁抵抗などの非常に大きい抵抗値を測定する場合はメガー(絶縁抵抗計)を使用します。

正解：A．600V以下

交流の低圧区分は600V以下と定められています。

正解：B．750V以下

直流の低圧区分は750V以下と定められており交流の600V以下とは異なります。

正解：B．600Vを超え7000V以下

交流の高圧区分は600Vを超えて7000V以下の範囲です。

正解：A．10Ω以下

A種接地工事の接地抵抗値は原則として10Ω以下と規定されています。

正解：C．100Ω以下

C種接地工事の接地抵抗値は原則として100Ω以下です。

正解：B．100Ω以下

D種接地工事の接地抵抗値も原則として100Ω以下です。

正解：D．500Ω

漏電遮断器などで0.5秒以内に遮断できる場合はC種・D種ともに500Ω以下まで許容されます。

正解：C．電路の電圧降下の防止

接地工事は感電や火災の防止が目的であり、電圧降下を防ぐためのものではありません。

正解：A．10V

V1/V2＝N1/N2より、100/V2＝10/1となるためV2は10Vとなります。

正解：C．4倍

抵抗は長さに比例し断面積に反比例するため、2÷(1/2)＝4倍となります。

正解：C．2kW

長さが半分になると抵抗も半分になります。電圧が同じならP=V^2/Rより消費電力は2倍の2kWになります。

正解：C．500W

P=I^2Rの公式より5^2×20＝25×20＝500Wとなります。

正解：B．81kΩ

測定範囲を10倍(100/10)にするため、倍率器の抵抗R=(10-1)×9kΩ=81kΩとなります。

正解：B．0.1Ω

測定範囲をm倍にする分流器の抵抗R=r/(m-1)より0.9/(10-1)=0.1Ωとなります。

正解：C．80Ω

平衡条件はR1×R4＝R2×R3なので、10×R4＝20×40よりR4＝80Ωとなります。

正解：C．F = N I

起磁力Fは電流Iとコイルの巻数Nに比例しF=NIで表されます。

正解：C．141V

最大値＝実効値×√2より100×1.414≒141Vとなります。

正解：A．直列接続

直列回路では電流が一定であり全体の電圧は各抵抗の大きさに比例して分圧されます。

正解：B．各抵抗の逆数に比例して分流される

並列回路では電圧が一定であり電流は各抵抗の逆数に比例(抵抗に反比例)して分流されます。

正解：B．F = k (1×1)/1^2

クーロンの法則F=k(q1q2)/r^2に代入するとF=k(1×1)/1^2となります。

正解：D．磁極の強さの積に比例し距離の2乗に反比例する

磁極間のクーロンの法則も電荷と同様に力の大きさは強さの積に比例し距離の2乗に反比例します。

正解：C．4倍

抵抗値をRとすると直列は2R、並列はR/2となるため、2R÷(R/2)＝4倍となります。

正解：B．ファラド(F)

静電容量の単位にはファラド(F)が用いられます。(μFやpFなどでよく表されます)

正解：C．ヘンリー(H)

インダクタンスの単位はヘンリー(H)です。

正解：C．ウェーバ(Wb)

磁束の単位にはウェーバ(Wb)が用いられます。

正解：D．キロワット(kW)

kWは電力の単位であり電力量の単位ではありません。

正解：C．150

B種接地抵抗値の計算式は原則として「150/1線地絡電流」で求められます。

正解：C．交流電流の周波数

一般的なアナログテスターや簡易なデジタルテスターは周波数の直接測定機能を持ちません。

正解：C．抵抗測定

抵抗測定モード(または専用の導通ブザーモード)を使用して抵抗値がほぼ0Ωであれば導通していると判断します。

正解：B．T = 1 / f

周期(1回振動する時間)と周波数(1秒間の振動回数)は逆数の関係(T=1/f)にあります。

正解：B．電磁誘導

一次巻線に交流を流すことで生じる磁束の変化によって二次巻線に起電力を発生させる電磁誘導を利用しています。

正解：C．指定された＋と－の向きに従って直流回路に接続する

電解コンデンサなど極性があるものは直流回路で正しい向きに接続しないと破損や破裂の恐れがあります。

正解：A．1Ω

1/R = 1/2 + 1/3 + 1/6 = 3/6 + 2/6 + 1/6 = 6/6 = 1より合成抵抗Rは1Ωとなります。

正解：C．200kΩ

300Vは100Vの3倍(m=3)なので、R=100kΩ×(3-1)=200kΩとなります。

正解：B．直列

倍率器は電圧計に対して直列に接続して測定電圧を分圧させます。

正解：A．並列

分流器は電流計に対して並列に接続して測定電流を分流させます。

正解：C．ダブルブリッジ法

テキストの表1.4より、極めて低い抵抗の測定にはダブルブリッジ法が適しています。

正解：D．ホイートストンブリッジ法

一般的な抵抗値(1〜10の6乗オーム)の測定にはホイートストンブリッジ法が使われます。

正解：B．導体の運動の方向

右手の親指は「導体の運動」、人差し指は「磁界」、中指は「起電力(電流)」の方向を示します。