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電気機器の特性【第2種電気工事士合格までの道】

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 こんにちは、

 スマホのケースって、いろいろと種類があって、悩みますね~☆しまじです☆ 

 第2種電気工事士試験合格への道、第27回っ。今日は、電気機器についての話になります。

 

  目次

 

今日のNYダウ

 今日のNYダウです。

 NYダウ  24,462.94

 米ドル/円 108.217

 アップル「AAPL」、また下がりました。今月、2台IPhone購入したんですけど~。円安は、進んでますね。

電気機器の特性

 今日は、電気機器それぞれについてではなく、おおまかにざっくりと、この場合はこうなんだなといった感じの、内容です。

周波数特性

 日本には、2つの周波数が存在します。

 2つの周波数が存在すると言いましたが、おおまかに東と西で割かれており、東側が50(Hz)、西側が60(Hz)の商用周波数となっています。なぜ、1つに統一されていないかについては、時代の流れなどによる為、ここでの説明は省きます。丁度、境目あたりに住んでいる方々って、どんな感じなんでしょうか。勝手に気になってますが。

 では、周波数の違いは、電気機器にどのような影響を与えるのでしょうか。

電気機器 50Hz → 60Hz 60Hz → 50Hz

誘導電動機

回転速度が約\frac{6}{5}倍に増える

無負荷電流が減る

効率が上がる

回転速度が約\frac{5}{6}倍に減る

無負荷電流が増える

効率が下がる

蛍光灯

電流が減少

暗くなる

過大な電流が流れ安定器が過熱

明るくなる

電熱器 変化なし 変化なし

50(Hz)用の設計で製作された電気機器を60(Hz)地域にて使用した場合と、その逆の場合とで、誘導電動機(モーター)・蛍光灯・電熱器のそれぞれについての特性の変化をあらわしたのが上の表になります。

 誘導電動機についてみてみると、50(Hz)設計の誘導電動機を60(Hz)地域で使用した場合、周波数が少なくなる分、回転速度は速くなりますが、流れる電流が減って効率が下がります。逆の場合は、回転速度が遅くなり、流れる電流が増えて効率が上がります。ただ、設計値以上の電流が流れる可能性がある事を考えると、60(Hz)設計の誘導電動機を50(Hz)地域で使用するのは、危険を伴います。

 続いて蛍光灯についてみてみると、50(Hz)設計の蛍光灯を60(Hz)地域で使用した場合、流れる電流が少なくなり、暗くなります。逆の場合は、流れる電流が増えて明るくなりますが、過大な電流が流れることで安定器を過熱させ、故障につながる恐れがあり、誘導電動機同様に危険を伴います。

 熱電器は、上の2つとは異なり、50(Hz)と60(Hz)のどちらで使っても特に変化はありません。

 まとめると、誘導電動機と蛍光灯については、50(Hz)設計のものを60(Hz)地域で使用した場合、効率が下がったり暗くなったりはするものの何とか使用は出来ますが、逆の場合には故障につながる恐れがある為、注意が必要なんですね。

力率

 周波数とは全然話が変わりますが、電気機器の力率について。力率とは、負荷抵抗の他に誘導性リアクタンス(コイル)が接続された電気機器について、電流の位相に遅れが生じ、電源側から供給される電力のうち、消費される電力の割合がどれくらいになるのかをあらわしたのもです。

 電熱器などの負荷抵抗だけのものは、力率がほぼ100(%)ですが、誘導電動機、溶接機、蛍光灯など内部にコイルがある為、力率が低くなります。 

 

例題1

 周波数が60(Hz)の地域で使用していた電気機器を、50(Hz)の地域に持ってきて使用した場合、次のうち誤っているものは?

  1. 電気アイロンにて、発熱量が低下した。
  2. 単相誘導電動機にて、回転速度が減少した。
  3. 蛍光灯式スタンドにて、明るくなった。
  4. 変圧器にて、無負荷電流が増加した。

【解き方】

 まず、電気アイロンについて、電気アイロンは抵抗の熱量を利用しており、負荷抵抗のみの電気機器である為、60(Hz)、50(Hz)地域のどちらにおいても発熱量は変わりません。なので、さっそく誤りです。

 続いて、三相誘導誘導機は回転速度が減少するので正解、蛍光灯は明るくなるので正解。そして、変圧器の無負荷電流は増加する為、すべて正解となります。

 よって、誤りは1です。

【解答】1

 

例題2

 次の内、最も力率の良い電気機器はどれ?

  1. 電気トースト
  2. 電気洗濯機
  3. 電気冷凍庫
  4. LED電球(制御回路内蔵型)

【解き方】

 力率について、構造が負荷抵抗のみで出来ている電気機器は、力率がほぼ100(%)になるんでしたね。この4つの中で、それに該当するのは、電気トーストのみです。なので、最も力率の良い電気機器は、電気トーストとなります。

 間違ってLED電球と言いそうになりますが、実は制御回路を内蔵しているLED電球は、整流回路などが組み込まれていて、力率は高くはないのです。

【解答】1

 

 

今日のまとめ 

 今日は、「電気機器の特性」について学びました。例題の回答が、どちらも1でしたねっ

 次回は、配線器具についての内容になります。

 

 それでは