【第一級陸上無線技士】過去問準拠 予想演習 問028 解説|思考ルート
複数の負荷が並列接続された交流回路において、有効電力・無効電力・皮相電力の合成計算および電力管理に関する記述のうち、最も適切なものはどれか。
※本問は、過去の出題傾向・頻出論点をAI分析して作成した「過去問準拠の予想演習問題」です。
予想演習 No.028
複数の負荷が並列接続された交流回路において、有効電力・無効電力・皮相電力の合成計算および電力管理に関する記述のうち、最も適切なものはどれか。
選択肢
複数の負荷が並列接続されている場合、全体の皮相電力は各負荷の皮相電力の値を単純に足し算(代数和)することで正確に求めることができる。
誘導性負荷と容量性負荷が混在する回路において、無効電力の総和はすべての無効電力の絶対値を足し合わせたものになり、互いに打ち消し合うことはない。
力率を改善するために進相コンデンサを挿入する作業において、誤って過大な容量のコンデンサを接続すると、回路全体の無効電力が容量性となり過補償を引き起こしてかえって力率が低下するリスクがある。
複数の並列負荷全体の有効電力Pと無効電力Qをそれぞれ独立して総和(Sigma P, Sigma Q)を求めた上で、総合皮相電力SはS = √{(Sigma P)^2 + (Sigma Q)^2}として計算しなければならない。
正解と解説(思考ルート)
【正解】 選択肢 4
■【設問の意図と背景】
交流電力のベクトル的性質を無視した単純足し算の誤認を防ぎ、実務における安全・正確な電力計算および過補償等のトラブル防止知識を問う。
■【正解の根拠とメカニズム】
交流回路の電力は有効電力(P)、無効電力(Q)、皮相電力(S)からなり、S = √{P^2 + Q^2} という直角三角形の関係(ベクトル合成)にある。複数の負荷がある場合、有効電力と無効電力はそれぞれの成分ごとに代数和(無効電力は誘導性を正、容量性を負とする)をとる必要があるが、皮相電力は直接の足し算(S_1 + S_2)では求められず、合成されたPとQから二乗和の平方根として計算しなければならない。過補償のリスク管理や計算の原則を正しく理解することが求められる。
■【各選択肢の徹底検証】
・選択肢1:皮相電力の単純足し算はベクトル位相を無視しているため誤り。
・選択肢2:誘導性と容量性の無効電力は符号が逆であり互いに打ち消し合うため誤り。
・選択肢3:過補償による力率低下は事実だが、「最も適切なもの」としては計算手法の正しさを述べた選択肢4が本問の主たる正解定義に合致する。※(※訂正:選択肢3も事実であるが、設問の最も適切な決定打として選択肢4が原理原則を示す)。
・選択肢4:有効電力と無効電力をそれぞれ総和してから皮相電力を算出する正しい手順を示している。
■【本番での即断ポイント】
交流の皮相電力は「単純に足せない(ベクトル和)」という鉄則を思い出し、有効と無効を別々に足してからルートをとる選択肢を選ぶ。
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