電験三種(第三種電気主任技術者) 理論 一問一答・五肢択一(全8問)|指示計器の動作原理と用途

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電験三種(第三種電気主任技術者)「理論」のうち、指示計器の動作原理と用途の問題です(大分類:電気計測・単位・重要度B)。一問一答5問 → 五肢択一3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:可動コイル形計器は、平均値に応答し、直流の測定に用いられる。

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正解:○

可動コイル形計器は、永久磁石の磁界とコイル電流の電磁力で指針が振れ、トルクは電流の平均値に比例します。直流の測定に用います(交流では平均値0で振れません)。


重要度:B 難易度:★☆☆

問2:可動鉄片形計器は、平均値に応答するので、直流専用の計器である。

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正解:×

可動鉄片形計器のトルクは電流の2乗に比例し、実効値に応答します。商用周波数の交流の測定に用いられます。


重要度:B 難易度:★☆☆

問3:電流力計形計器は、直流と交流の両方に使うことができ、電力計に用いられる。

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正解:○

固定コイルと可動コイルの電流の積に比例するトルクで指針が振れるので、直流・交流の両方に使え、電力計に用いられます。


重要度:B 難易度:★★☆

問4:熱電形計器は、高周波を含む交流電流の実効値を測定することができる。

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正解:○

熱電形計器は、電流による発熱を熱電対で起電力に変えて測ります。発熱は実効値の2乗に比例するので、波形や周波数によらず実効値を測れます。


重要度:B 難易度:★☆☆

問5:オシロスコープは、縦軸に時間、横軸に入力電圧をとって、電圧の波形を表示する。

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正解:×

オシロスコープは、縦軸に入力電圧、横軸に時間をとって電圧波形を表示します。

五肢択一

重要度:B 難易度:★★☆

問6:正弦波の実効値で目盛られた整流形(全波整流)電圧計で、図のような最大値100Vの方形波電圧を測定した。電圧計の指示〔V〕の値として、最も近いものはどれか。
(電圧波形の構成)+100Vと−100Vが同じ時間ずつ交互に続く方形波である。

(電圧波形の構成)+100Vと−100Vが同じ時間ずつ交互に続く方形波である。
  1. 64
  2. 71
  3. 100
  4. 111
  5. 141
【第6問:正解と解説】

正解:4

正解は4です。

整流形計器は平均値に応答し、正弦波の波形率(約1.11)を掛けた値を指示します。

方形波の平均値は100Vなので、指示=100×1.11≒111V(真の実効値100Vより大きく指示します)

1:誤り。最大値に2/πを掛けた値です。

2:誤り。最大値を√2で割った値です。

3:誤り。方形波の実効値(真の値)です。

4:正しい。

5:誤り。最大値に√2を掛けた値です。


重要度:B 難易度:★★☆

問7:正弦波の実効値で目盛られた整流形(全波整流)電圧計で、図のような最大値100Vの三角波電圧を測定した。電圧計の指示〔V〕の値として、最も近いものはどれか。
(電圧波形の構成)正負対称の三角波で、0Vから直線的に+100Vまで上がって下がり、続いて−100Vまで下がって戻る波形である。

(電圧波形の構成)正負対称の三角波で、0Vから直線的に+100Vまで上がって下がり、続いて−100Vまで下がって戻る波形である。
  1. 50.0
  2. 55.5
  3. 57.7
  4. 63.7
  5. 70.7
【第7問:正解と解説】

正解:2

正解は2です。

三角波の平均値=100/2=50V

整流形計器の指示=平均値×1.11=50×1.11≒55.5V(真の実効値は100/√3≒57.7V)

1:誤り。三角波の平均値です。

2:正しい。

3:誤り。三角波の実効値(真の値)です。

4:誤り。正弦波の平均値です。

5:誤り。正弦波の実効値(最大値÷√2)です。


重要度:B 難易度:★☆☆

問8:指示計器の動作原理と主な用途の組み合わせとして、誤っているものはどれか。

  1. 可動コイル形 ― 直流電流の測定
  2. 可動鉄片形 ― 商用周波数の交流電流の測定
  3. 電流力計形 ― 交流電力の測定
  4. 熱電形 ― 高周波電流の実効値の測定
  5. 可動コイル形(整流器なし)― 商用周波数の交流電圧の実効値の測定
【第8問:正解と解説】

正解:5

正解は5です。

1:正しい。

2:正しい。

3:正しい。

4:正しい。

5:誤り。整流器のない可動コイル形計器は平均値に応答するので、平均値が0の交流では振れません。交流には整流形などを用います。

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