たのしい電気教室
”ご来場ありがとうございます。「電験ノート」の質問は管理人ができるだけの回答を致します。それ以外の質問については、自由討論でお願いします。計算問題の質問は問題の出題元(例えば、H9年の3種出題とか、 電気計算何年の何月号何ページとか)、および解答値を予め、 明示してください。画像投稿(30kbくらいが限度)はおおいにお寄せください。*記事の削除法:ページの下段で記事番号とPASSを入力して、削除をクリックしてください”管理人に連絡(メール)
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線間電圧が200[V]で周波数が50[Hz]の平衡三相配電線に、一相のインピーダンスがZ[Ω]の三相平衡負荷と一相のリアクタンスがXc[Ω]の可変コンデンサが並列に接続されています。スイッチSが開いているとき、20[Kw]の有効電力が消費され、その力率は0.8(遅れ)であった。Xc=5[Ω]として、Sを閉じたときのつぎの値を教えて下さい。(1)負荷回路全体の有効電力P[Kw](2)負荷回路全体の無効電力Q[Kvar](3)負荷回路全体の皮相電力S[KVA](4)インピーダンスZに流れる電流Iz[A](5)コンデンサに流れる電流Ic[A](6)線路電流I[A](7)線路電流を最小にするためのコンデンサのリアクタンス値Xc(8)前項(7)のコンデンサの静電容量値以上の計算式を教えて下さい。
19年度理論問15が類似しているかな?
(1)負荷回路全体の有効電力P[Kw]コンデンサは有効電力を消費しないのでコンデンサの並列解列の如何は有効電力の値に関係有りません。従って並列前の有効電力=20[kW]のままです。(2)負荷回路全体の無効電力Q[Kvar]コンデンサ1基が消費する無効電力Qcは下記になります。Qc=200[V]∠±0×200[V]∠±0÷5[Ω]∠−90 =8000[var]∠90=8[kvar]∠90=j8[kvar]3基のコンデンサの消費する無効電力の和はこの3倍ですからΣQ[var]=8[kvar]∠90×3=24[kvar]∠90=j24[kvar]元々の回路の消費有効電力が20[kW]で力率が0.8遅れですから、コンデンサを並列する前の回路の無効電力ΣQLはΣQL=20÷0.8×0.6=15[kvar]∠−90=−j15[kvar]コンデサ並列後の回路全体の無効電力QはQ=ΣQc+ΣQL=j24[kvar]−j15[kvar]=j9[kvar]となります。(3)負荷回路全体の皮相電力S[KVA]S=√(P^2+Q^2)ですから =√(20^2+9^2)=√481=21.93[kVA]となります。(4)インピーダンスZに流れる電流Iz[A]コンデンサを並列する前の回路の皮相電力ΣSはΣS=20÷0.8=25[kVA]電流Izと皮相電力ΣSと線間電圧との関係式は下記です。皮相電力ΣS=√3×線間電圧×電流Iz電流Iz=皮相電力ΣS÷√3÷線間電圧×1000=25[kVA]÷√3÷200[V]×1000=72.2[A]となります。(5)コンデンサに流れる電流Ic[A]コンデンサ1基分を計算すればOKです。コンデンサ電流Ic=200[V]÷5[Ω]=40[A]となります。(6)線路電流I[A]負荷回路全体の皮相電力S[KVA]=21.93[kVA]ですから線電流IはI=S[kVA]÷200[V]÷√3×1000=21.93[kVA]÷200[V]÷√3×1000=63.3[A]となります。(7)線路電流を最小にするためのコンデンサのリアクタンス値Xc[Ω]コンデンサの容量は24[kvar]になっていますが、インピーダンスZの無効電力は15[kvar]です。コンデンサの容量が15[kvar]になれば丁度力率=100[%]になります。コンデンサのリアクタンス値が5[Ω]の時に24[kvar]でしたから求めるXc[Ω]は下記の式になります。1/5:1/Xc=24:1524/Xc=15/5Xc=8[Ω]となります。(8)前項(7)のコンデンサの静電容量値コンデンサの静電容量値C[F]、周波数f[Hz]とリアクタンスXc[Ω]との関係式はXc=1/(2πfC)C=1÷8÷(2×3.1415×50)×1、000、000=398[μF]となります。これで合っていますか?
鹿の骨さん、大変わかりやすくありがとうございました。
鹿の骨さん、すいませんが、最後の(8)の1÷8÷(2×3.1415×50)×1000000の8はどこからでてきたのでしょうか?
Xc=1/(2πfC)の式に値を代入すれば自動的にこの式になります。Xc=8[Ω]π=3.1415・・・f=50[Hz]1000000は[μ]の換算係数です。Xc=1/(2πfC)が関係式ですからこの式に値を代入すると下記になります。8[Ω]=1/(2×3.1415×50[Hz]×C[F])C[F]=1÷8[Ω]÷(2×3.1415×50[Hz])×1、000、000=398[μF]
大変ありがとうございました。
はじめまして。いつも勉強させていただいております。鹿の骨様の解答で一つ気になった事がありますので投稿させてもらいました。(5)コンデンサに流れる電流Ic[A]コンデンサ1基分を計算すればOKです。コンデンサ電流Ic=200[V]÷5[Ω]=40[A]となります。図を見るとIcは線電流に見えるのですが、この解答だとコンデンサ一基分の相電流に思えるのですが。。。Ic=40[A]×√3ではと考え込んでしまいました。
全く同じ単相変圧器3台を使用して△接続しそれぞれの変圧器2次巻線電流がRS、ST、TR変圧器で50A 60A 70Aの場合に2次側のRST各線には何A流れるのでしょうか?
榛名 さん こんにちはまず添付の図をご覧下さい。三角形の3辺の長さが決まれば三角形は一つし書けません。数学的には「三辺の長さが決まれば三角形は一義的に定まる。」と言います。Irsを50A∠±0度とすれば他の電流の位相角は数学的に計算できます。あとはいつものベクトル計算です。Ir=Irs−Itrという感じで計算して行けば良いだけです。三つの電流で書いたベクトル図が三角形にならない場合は【漏電】しています。漏電していなければ【閉じた三角形】にならなないとインチキです。具体的にどうやって計算するのか良く解りません。基本原理だけ示しました。
鹿の骨さん、有り難うございます
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先日アップした内容に間違いが有りましたので修正しました。検算を「略」と書いて有りますが、どう検算しても正しい答えにならないので検算を記載できなかったのが実情です。間違えた部分は角度の値の転記を間違えました。(78.46度を87.46度と転記した。)今度は多分合っていると思います。別解が有りましたら何方かご披露願います。
鹿の骨さん 有り難うございました。
j についてですけど交流の計算で+j、−jをよく間違えます、自分の考え方はコイルに電流が流れる時は−jコンデンサーは+j並列や直列等複雑な回路になるとわけが分からなくなり値が、混乱します。何か良い考え方があれば教えてください。
交流計算の j について ですが、jは位相の表示記号と考えています。つまり、位相を90度進めるという意味合いの記号です。これから、コンデンサは+jだから、90度進み、コイルは−jだから90度遅れというのと合致します。あと、jxjは90度が2回進んで、180度進むわけで、負号が変わってしまうことがわかってもらえるでしょう。jはこれ以上の何者でもないと考えてますが。
まっちゃん先生 ありがとうございました。整理がまだ出来ないので、また質問します。
富士山頂上の剣が峰
金曜から土曜にかけて、富士山に登りました。今年一番のイベントです。(しょうの無い話ですが)常々、富士山登るくらい、どうってことはないと言ってきた手前、一度は登っておかないと話にならないわけですが、今回やっと実現したしだいでした。泊まりは8合目の山小屋にして、頂上に着いたのはAM3:00頃。頂上から下をみると、頂上を目指すランプが延々と登山道に沿って続いていました。よくこんなにいっぱい人が来るもんだと感嘆したしだいです。(これが、実際登ってみて、感じたことです)日本国中から来ているんですねー。
「松ちゃん先生」「皆様」今晩は〜〜〜〜。「先生」富士登頂ご苦労様です! 私は最近「脚力」が非常に低下して(スキーも4年間やってません)登頂はは無理ですね。富士山の「気象レーダー廃止・レドームは残す」のは知ってましたが矢張り残っていたのですね。あのレーダーは●菱電気が作ったのは知ってましたが・・・・。(プロジェクトX)当社では●菱電気が、レーダーエコーから気象情報を取り出す「コンピュター」を納入してました。今は殆ど残っていません。かなり以前に、TVで富士山レーダーに勤務する職員の特集をやってましたがかなりきつい勤務(3週間交代?の泊まり込み)だったみたいですね。恐らく、各気象台の気象レーダーのデータを合成する技術(マルチサイト処理)が、出来るように成ったお陰で廃止に成ったのでしょう。富士山レーダーが当社のレーダーアンテナとタイミングが悪くて対向すると、大変だった時期が有ったそうです。
merverickさん、みなさん、こんばんは。merverickさん、富士山の頂上に気象レーダーのレドームを建てるプロジェクトXはわたしも見ました。数あるプロジェクトXの中でもあれが一番よかったですね。番組では強風ふきすさむ中、ドームの骨材をへりで降ろしてましたけど、えらいことだったでしょうね。富士山レーダーに勤務する職員さんのことは新聞で読んだ処では、頂上直下の急斜面でスキーを楽しんでいるとかで、あんな斜面でスキーができるんかいな?と思いました。どんな腕をしてるんでしょうね。富士山頂の気象観測はシンボル的意味合いで、続けた方がよかったと考えますが、冬の富士山はきびしすぎたんでしょう。
merverickさん、先日はどうもありがとうございました。駅前なのに、居酒屋らしきものが見当たらず、ここには居酒屋は無いのかと思ったものですが、どうにか一軒あってほっとしました。またの機会にはまた別の街にしましょう。遠来のご出張ごくろうさまでした。
「まっちゃん先生」「皆様」こんにちは!「先生!」御礼が遅れて申し訳有りません!「単珍不妊先」に戻っても・・・色々「仕事が有って・・・」アパートに戻っても、「呑んで寝る」で、ネットをする気も有りませんでした。本日は「休み」です。ベット近くのPCでカキコです。溜まっていた洗濯も終わり、一安心?です。「エマージェンシー」時には、会社に「洗濯機及び乾燥機」・・・そして、機械室は「パッケージ型エアコン」があるので、Yシャツの類は干す事が出来ます(笑)。今週末は、自宅に戻れそうですが・・・「軽油往復40g」は・・・・「辛い!」です。又、チャンスが有ったら・・・「御一献」お願い致します!
■[2492] さすがaki(2008年07月04日 (金) 23時39分) ごぶさたしてます。その間に、まっちゃん先生は転職されていたのですね。すぐに、次が決まるとは、さすがまっちゃん先生ですね。今度の勤務先は八王子ですか。私の職場とも近くなりそうですね。八王子市はとても広いのですが、どこの辺ですか?。今、セキュアドの勉強をしていますが、これで3回目なので、今年は決めたいと思っていますが。こればっかりは、気合の問題ですね。
akiさん、みなさん、暑中お見舞い申し上げます。おとといあたり、梅雨が明けたようですね。いっぺんで、夏がやってきました!akiさん、お元気なようでなによりです。近い内に、ビールで暑気払いをしましょう。(立川界隈で)今度の職場は八王子ですが、日野よりです。通勤は日野駅利用で、日野駅から歩いてます。では、暑気払いまで。
一気に、暑気払いの季節になりましたね。連絡お待ちしてます
2008年05月25日 (日) 19時28分に下記と同様の事をお尋ねしましたがご回答が未だにないので再度質問させて頂きました。 鹿の骨さんの[2430]の中で「1線地絡時に対地電圧の最大値は6900V付近まで上昇する」とありますがなぜその様になるのかを教えてください。
榛名さん こんばんは普通高圧の対地電圧の変化は添付の図のようになります。完全地絡時に対地電圧が線間電圧まで上昇するのはよく知られていますが、地絡抵抗を伴った場合は図中のピンク色の軌跡を取ります。何でこの様になるかは良く解りません。あしからず。他人様のサイトですが、下記に説明があったと思います。http://www3.tokai.or.jp/t.hisatugu/index.html
鹿の骨さん,榛名さん,御苦労さまです。とんびに油揚げみたいで、恐縮ですが。ここで地絡電流Igを考えますとIg = Eg / (Rg+1/jωC)ですが。 これにRgをかけるとRg・Ig = Eg / (1+1/jωCRg)鹿の骨さんが描かれた円弧の軌跡はこのIgにRgをかけたIg・Rgの軌跡つまり地絡抵抗Rgでの電圧降下の軌跡になります。図上でのベクトルはNTです。また、三角形の中央点をOとすれば、ベクトルONが零相電圧となります。結果的には、健全相の対地電圧SNは6600vを超えてしまうこともありますね。私ごとですが、明日から初めての職場に行きます。これまでほとんど事務職みたいだったのですが、皆さん方のおかげで少しずつ電気の感覚を取り戻せそうです。
初めまして。当方、教わる立場から教える立場(会社の同僚とかetc)がたまにあるので、勉強してます。教えるって大変です。以外と解ってるようで解らないもんですね・・・。解ってるフリをしてました。色々参考にしようと思って最近、「〜電気技術者の部屋 電気事典〜」拝見させて頂きました。題名の件の図2・図3なのですが、どちらも正解とありますが、相順が逆相なのではないでしょうか?
教えて下さいアース棒を地面に打ち込みます。アース棒の0Vの所は、アース棒の地面に近い先端、アース棒全体、アース棒の地中に近い後端 アース棒から少し離れた地中、どちらを0Vの所と取るのですか?
まっちゃん先生!もう1問だけ解説お願いします!一様な磁界の中で長さaのまっすぐな導線をその一端Oを中心として、角速度ωで回転させる。このとき、磁界の磁束密度の大きさはBであり、導線の回転する平面は磁界に垂直であるとして、次の問いに答えよ。1)回転の中心Oからxだけ離れた点Pにある導線中の電子(電荷を−eとする) は、回転によってどれだけの大きさの力を受けるか?2)導線は回転することによって、単位時間あたりどれだけの面積を掃引する か?3)導線が図の矢印の向きに回転するとき、点O、点Pいずれの電位が高い か?4)導線の両端に生じる電位差Vはいくらか?図が分かりにくいですが、どうか解説お願いします。連続ですいません。
1)回転の中心Oからxだけ離れた点Pにある導線中の電子(電荷を−eとする) は、回転によってどれだけの大きさの力を受けるか?電子(−e)が磁界B中をvの速度で運動することを想定してください。F:力の大きさ、 v:P点の電子の回転速度、n:回転数 とします。円周 = 2πx → 円周をまわる速度(v) = 2πxn = 2πn・x = ω・x 力の大きさFは F = −e・B・v = −e・B・ω・x2)導線は回転することによって、単位時間あたりどれだけの面積を掃引する か?1回あたりの掃引面積はπa^2単位時間あたりの掃引面積はπa^2・回転数n = πa^2・(ω/2π) = (1/2)a^2・ω3)導線が図の矢印の向きに回転するとき、点O、点Pいずれの電位が高い か?点Oでは、回転速度はゼロなので、発生電圧はゼロ。当然点Pが電位は高い。(フレミングの右手法則より、中心0より外方向に起電力は発生する。)4)導線の両端に生じる電位差Vはいくらか?導線の両端に生じる電位差Vは半径を0からaまでについて積分する必要があると思います。ΔV = B・v・Δx= B・ω・x・Δx が原式です。V = ∫B・ω・x・dx = B・ω∫x・dx = B・ω・(1/2)・x^2 = B・ω・(1/2)・a^2 あらら、単位時間あたりの掃引面積に磁束密度Bをかけたものになりましたね。(合ってるかどうかはわかりませんが、参考にしてください)
まっちゃん先生!解説ありがとうございました。相変わらず、理解しやすい解説のおかげで、スムーズに飲み込むことが出来ました。しかし、最後の問題はなかなか難しかったです。詳しくは学校の先生等に聞いてみたいと思います。まっちゃん先生!本当にありがとうございました!!
おはようございます。物理を勉強してたら、よく分からない問題に突き当たりました。どうやって解けばいいのでしょうか?どうか、解答よろしくおねがいします。問題図のような、1辺の長さがL[m]の正方形の極板を間隔d[m]に保った平行板コンデンサーがある。極板の間は真空であり、真空の誘電率をε。[F/m]として次の問いに答えよ。(い)コンデンサーの電気容量Cをd、L、ε。を用いて答えよ。(ろ)スイッチSを閉じ、電圧V[V]の電池をコンデンサーに接続する。コンデンサーに蓄えられる、電気量Q[C]、及び静電気エネルギーU[J]をそれぞれd、L、ε。およびVを用いて表せ。(は)(ろ)のとき、正の極板からd/3[m]離れた点Aでの電界の強さE[N/C],および電位V”[V]はいくらか。頭悪くてすいませんどうか、よろしくおねがいします。
香織さん、学生さんでしょうか?タイミングよく、この1週間はたっぷり時間がありますので、図面の描き方を思い出しながら、やってみましょう。(い)コンデンサーの電気容量Cをd、L、ε。を用いて答えよ。極板の面積をSとすると、コンデンサーの電気容量Cは面積Sに比例して、間隔dに反比例しますから C = ε。・S/d = ε。・L^2/d(ろ)スイッチSを閉じ、電圧V[V]の電池をコンデンサーに接続する。コンデンサーに蓄えられる、電気量Q[C]、及び静電気エネルギーU[J]をそれぞれd、L、ε。およびVを用いて表せ。静電容量Cは単位電圧(1V)をかけた時の貯められる電気容量のことです。これから、電圧Vをかけた場合貯められるの電気量(電荷)Qは Q = C・V = (ε。・L^2/d)・V静電気エネルギーUは U = (1/2)C・V^2 = (1/2)(ε。・L^2/d)・V^2(は) (ろ)のとき、正の極板からd/3[m]離れた点Aでの電界の強さE[N/C],および電位V”[V]はいくらか。図面を参照してください。このコンデンサは平行板コンデンサで、相対する極板の面積は等しく、また中の物質も均一です。このことより電位傾度つまり電界の強さEは E = V/dまた、A点はゼロ電位より2/3dの位置にありますから A点の電圧 = (2/3)・V
実に、久しぶりに図面を描いてみました。(この質問のおかげで、おもいだすことができました)人皆師です。ありがとうございます。
こんばんは。パソコンの不具合で返信が遅くなりました。ごめんなさい。まっちゃん先生大変分かりやすい解説ありがとうございました。物理の中でも電気系は特に苦手でしたが、解説が上手いおかげで、間単に理解することが出来ました。本当にありがとうございました。たびたび、すいませんが、もう一つ分からない問題が出てきました。別にレス立てて質問したいと思います。そちらの方もどうか解説お願いします。ありがとうございました。
merverickさん、どうもです。こういう羽目になって思ったことは、思ったより仕事口は少ないなということです。主任技術者を必要としている処はあちこちあるだろうと思っていたんですが、案外です。そのためには、日頃から相当人脈をつくってないといけないですね。ところで、地震の影響はどうでしょうか? これまで何も書いてはいませんが、テレビの報道を見るにつけ、心配だったことは確かです。それにしても、テレビの放送は震源地周辺に集中してますね。それ以外の場所はどうもなかったはずはないでしょうに。
「まっちゃん先生」「皆様」今晩は!「先生」、地震の件ですが、我が家は被害無しです。震度4でした。 あの朝「ニュース」を観ていたら「緊急地震速報!」を知りました。震源地も同時に示されまして、多少安心しました???インターネットで自宅付近の震度を観たら・・・・・・我が単身赴任先の街と同じ「震度4」でした。あの地震の数日前に、近くの国道を走って単身赴任先に戻っていました。でも、あの「落ちた橋」は数年前に走った事があります。又、慢性腰痛持ちのため、今年の夏は「あの温泉」近くで「湯治」しよう!と、思ってました。いつも自宅に戻る国道の近くが・・あんなに成るなんて・・・・甥っ子「よっしー」は今、震源地の近くに居ます。会社の窓も割れたとか・・・幸いあの日は、甥っ子も実家に戻って居りました(震度4)。