ミニテスト 理論

電気計測と測定器 ミニテスト【第2回】

電気計測と測定器」のミニテスト第2回(全5問)です。

電気計測と測定器 ミニテスト

第1回 第2回 第3回

テストの使い方

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第1問

正弦波交流回路の有効電力量を、電圧・電流に応じた駆動トルクでアルミ円板を回し、その回転数として積算する従来形の電力量計はどれか。

(1)電流力計形
(2)可動鉄片形
(3)誘導形
(4)熱電形
(5)静電形

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正解:(3)誘導形
記述されたアルミ円板式は誘導形電力量計です。電圧磁束と電流磁束で生じる駆動トルクを使い、回転を積算して交流電力量を示します。現在は電子式・スマートメーターも広く使われるため、「すべての電力量計が誘導形」ではなく、問題文の動作原理から判定します。

第2問

4本の抵抗で直流ホイートストンブリッジを構成し、電源を一方の対角へ、零位検出器を他方の対角へ接続する。検出器電流が0となる平衡条件から求める代表的な量はどれか。

(1)電流
(2)電圧
(3)抵抗
(4)電力
(5)周波数

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正解:(3)抵抗
3本の既知抵抗と1本の未知抵抗を配置し、左右中点の電位が等しくなる零位法で未知抵抗を求めます。平衡時は検出器へ電流が流れないため、検出器の目盛から抵抗を直接読むのではありません。どの抵抗比を使うかは、上下・左右の配置を書いて確認します。

第3問

被測定回路への負荷効果を小さくするという観点で、電圧計と電流計の内部抵抗について正しい記述はどれか。

(1)電圧計は内部抵抗が小さいほどよい
(2)電流計は内部抵抗が大きいほどよい
(3)電圧計は内部抵抗が大きいほどよい
(4)電流計と電圧計の内部抵抗は同じ
(5)内部抵抗は測定に影響しない

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正解:(3)電圧計は内部抵抗が大きいほどよい
電圧計は測定点へ並列に接続するため、内部抵抗が大きいほど回路から奪う電流が小さくなります。電流計は回路へ直列に入れるため、内部抵抗が小さいほど追加の電圧降下が小さくなります。理想モデルは電圧計が無限大、電流計が0 Ωですが、実器では有限値です。

第4問

直流可動コイル形電圧計の測定範囲を広げるため、計器内部抵抗へ直列に追加する高抵抗の目的はどれか。

(1)電流計の測定範囲を拡大する
(2)電圧計の測定範囲を拡大する
(3)電力を測定する
(4)周波数を測定する
(5)抵抗を測定する

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正解:(2)電圧計の測定範囲を拡大する
倍率器は計器と直列に入れ、追加電圧を分担して最大目盛電流を超えないようにします。目標最大電圧V、計器最大電流Im、内部抵抗Rmなら、追加抵抗はRs=V/Im−Rmです。電流計の範囲拡大に使う並列抵抗は分流器です。

第5問

直流電流計の測定範囲を広げるため、計器へ並列に接続して電流の大部分を迂回させる低抵抗の目的はどれか。

(1)電圧計の測定範囲を拡大する
(2)電流計の測定範囲を拡大する
(3)電力を測定する
(4)抵抗を測定する
(5)力率を測定する

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正解:(2)電流計の測定範囲を拡大する
分流器を計器と並列に接続すると両端電圧が等しくなり、測定電流の大部分を低抵抗側へ流せます。計器最大電流Im、内部抵抗Rm、目標電流Iなら、分流抵抗はRsh=ImRm/(I−Im)です。許容電力と接続抵抗も確認します。

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