二級建築士 過去問
令和6年(2024年)
問23 (学科1(建築計画) 問23)
問題文
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問題
二級建築士試験 令和6年(2024年) 問23(学科1(建築計画) 問23) (訂正依頼・報告はこちら)
- インバータ機器などから流出した高調波電流は、コンデンサなどの電力機器に、過熱・焼損などの影響を及ぼすことがある。
- 許容電流値は、主に周囲温度、布設方法により異なる。
- 燃料電池は、水の電気分解の逆反応を利用した発電装置である。
- 太陽電池は、半導体の一種であり、太陽エネルギーを直接電気エネルギーに変換する。
- かご形三相誘導電動機の始動方式の一つであるスターデルタ始動は、直入れ始動に比べて始動電流が大きくなる。
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この過去問の解説 (3件)
01
電気設備は複雑な内容ですが、出題されやすい点が決まっているので、要点を絞って覚えるようにしましょう。
記述は正しいです。
高調波電流は、過熱・焼損などの事故の原因となっているため、高調波抑制対策ガイドラインが告示されています。
記述は正しいです。
許容電流値は、電流の太さ・幹線の太さによって、流すことができる電流の最大値です。
記述は正しいです。
従来の燃焼を基にした発電装置より、エネルギー効率が高いですが、蓄電池のように電気を溜めておくことはできません。
記述は正しいです。
年間の発電量が最大にするには、太陽光パネルを真南の方角で傾斜角度約30度で設置します。
記述は間違っています。
スターデルタ始動は、直入れ始動に比べて始動電流が小さくなります。
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02
電気設備に関する問題です。
たまに難問の選択肢も出ますが、
消去法で解きましょう。
正しい記述です。
高調波電流とは、交流電流の整数倍の周波数を持ち
電圧波形を歪ませ、コンデンサーなどの電力機器に悪影響を及ぼします。
正しい記述です。
許容電流値はケーブル断面積、周囲温度、布設方法などにより決まります。
正しい記述です。
燃料電池は水素と酸素の化学反応によって発電する発電装置です。
正しい記述です。
太陽電池は太陽エネルギーを直接電気エネルギーに変換します。
一般的にソーラーパネルと呼ばれています。
誤った記述です。
スターデルタ始動は始動電流を制限する始動方法です。
直入れ始動に比べ、始動電流が小さくなります。
電気設備の問題は初見問題もあるかと思いますが、
基本を押さえておきましょう。
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03
最も不適当なのは、「かご形三相誘導電動機の始動方式の一つであるスターデルタ始動は、直入れ始動に比べて始動電流が大きくなる。」です。
スターデルタ始動は、電動機を始動するときの電流を小さくするための方法です。直入れ始動に比べて始動電流は小さくなります。
したがって、「始動電流が大きくなる」という部分が誤りです。
この記述は適当です。
インバータなどの電子機器を使用すると、基本となる周波数の整数倍の周波数をもつ高調波電流が発生することがあります。
高調波電流が電力設備に流れ込むと、コンデンサや変圧器などで電流が増えたり、余分な熱が発生したりする場合があります。
そのため、コンデンサなどが過熱し、場合によっては焼損する原因になることがあります。
この記述は適当です。
許容電流値とは、電線やケーブルに安全に流すことができる電流の大きさです。
電流が流れると電線は発熱するため、周囲の温度が高いほど熱を逃がしにくくなります。また、電線を空気中に設置する場合と、管の中にまとめて通す場合などでは、熱の逃げ方が異なります。
そのため、許容電流値は周囲温度や布設方法などによって変わります。
この記述は適当です。
水を電気分解すると、電気を使って水を水素と酸素に分けることができます。
燃料電池はこれとは反対に、水素と酸素を反応させて水をつくる過程で、電気を取り出します。
そのため、燃料電池は、水の電気分解の逆反応を利用した発電装置と考えることができます。
この記述は適当です。
太陽電池は、シリコンなどの半導体を利用してつくられています。
太陽の光が太陽電池に当たると、半導体の中で電気が生じる光電効果を利用して発電します。
つまり、燃料を燃やしたり発電機を回したりせず、太陽の光エネルギーを直接電気エネルギーに変換します。
この記述は不適当です。
直入れ始動は、電動機に電源電圧をそのまま加えて始動する方法です。この方法では、大きな始動電流が流れます。
スターデルタ始動では、始動時に巻線をスター結線として、各巻線にかかる電圧を小さくします。回転速度が上がってからデルタ結線に切り替えます。
これにより、始動時の線電流は、直入れ始動の場合のおよそ1/3に抑えることができます。
したがって、スターデルタ始動は始動電流を大きくする方式ではなく、始動電流を小さくする方式です。
この問題では、電気設備の高調波、許容電流、発電方式、電動機の始動方式についての基本的な特徴を理解しているかがポイントです。
高調波電流は電力機器の過熱などを起こすことがあり、電線の許容電流は周囲温度や布設方法によって変わります。
また、燃料電池は水の電気分解とは逆の反応を利用し、太陽電池は太陽光を直接電気に変換します。
特に覚えておきたいのは、スターデルタ始動は、直入れ始動より始動電流を小さくするための方式であることです。始動電流だけでなく始動トルクも小さくなるため、始動時に大きなトルクを必要としない電動機に用いられます。
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