電験三種(第三種電気主任技術者)「電力」のうち、導電材料の問題です(大分類:電気材料・重要度B)。一問一答4問 → 五肢択一2問の順に解き、解答・解説は各問題の下を開いて確認してください。
一問一答(○×)
重要度:B 難易度:★☆☆
問1:硬銅線は軟銅線より機械的強度が大きいため架空電線に用いられ、軟銅線は導電率が大きく柔軟なため屋内配線や巻線に用いられる。
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正解:○
硬銅は冷間加工(加工硬化)で強度を高めたもので、架空電線に向きます。軟銅は焼なましをしたもので、導電率が大きく柔らかいため、屋内配線や巻線に向きます。
重要度:B 難易度:★☆☆
問2:アルミニウムは銅より導電率が大きいため、同じ長さで同じ抵抗の電線にすると、銅より細くできる。
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正解:×
アルミニウムの導電率は銅より小さいため、同じ抵抗にするには銅より太くする必要があります。ただし密度が小さいため、太くしても銅より軽くなります。
重要度:B 難易度:★☆☆
問3:金属に不純物が含まれると、導電率は大きくなる。
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正解:×
不純物の原子が自由電子を散乱させるため、抵抗率が大きくなり、導電率は小さくなります。
重要度:B 難易度:★☆☆
問4:導電率の表し方の一つに、国際標準軟銅の導電率を100%として比べる方法(%IACS)がある。
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正解:○
%IACSは、国際標準軟銅(International Annealed Copper Standard)の導電率を100%として、各材料の導電率を百分率で表したものです。
五肢択一
重要度:B 難易度:★☆☆
問5:20℃における抵抗が2.00Ωの銅線がある。20℃を基準とした抵抗の温度係数を0.004℃⁻¹とするとき、70℃におけるこの銅線の抵抗〔Ω〕の値として、最も近いものはどれか。
- 0.40
- 1.67
- 2.20
- 2.40
- 2.56
【第5問:正解と解説】
正解:4
正解は4です。
R2=R1{1+α(t2−t1)}=2.00×{1+0.004×(70−20)}=2.00×1.2=2.40Ω
1:誤り。抵抗の増加分だけを答えています。
2:誤り。(1+αΔt)で割っています。温度が上がると抵抗は増えます。
3:誤り。温度係数×温度差を、抵抗に掛けずに足しています。
4:正しい。
5:誤り。温度差ではなく70℃をそのまま使っています。
重要度:B 難易度:★★☆
問6:同じ長さで同じ抵抗の銅線とアルミニウム線をつくる。アルミニウムの導電率を銅の61%、銅の密度を8.9g/cm³、アルミニウムの密度を2.7g/cm³とするとき、アルミニウム線の質量は銅線の質量の何倍か。最も近いものを選べ。
- 0.19
- 0.30
- 0.50
- 0.61
- 1.64
【第6問:正解と解説】
正解:3
正解は3です。
同じ抵抗にするには、断面積を導電率に反比例させる:アルミニウム線の断面積は銅線の1/0.61≒1.64倍
質量の比=断面積の比×密度の比=1.64×(2.7/8.9)≒0.50倍
1:誤り。断面積の比を逆(0.61倍)にしています。
2:誤り。密度の比だけを答えています。アルミニウム線は断面積が大きくなります。
3:正しい。
4:誤り。導電率の比を答えています。
5:誤り。断面積の比を答えています。質量は断面積×密度に比例します。
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