クレーン・デリック運転士 過去問
令和6年(2024年)4月
問22 (原動機及び電気に関する知識 問2)
問題文
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問題
クレーン・デリック運転士試験 令和6年(2024年)4月 問22(原動機及び電気に関する知識 問2) (訂正依頼・報告はこちら)
- 電圧の単位はボルト(V)で、1000Vは1kVとも表す。
- 導体でできた円形断面の電線の場合、断面の直径が同じまま長さが2倍になると抵抗の値は2倍になり、長さが同じまま断面の直径が2倍になると抵抗の値は2分の1になる。
- 抵抗を並列につないだときの合成抵抗の値は、個々の抵抗の値のどれよりも小さい。
- 回路に流れる電流の大きさは、回路にかかる電圧に比例し、回路の抵抗に反比例する。
- 回路が消費する電力P(W)は、回路にかかる電圧をE(V)、回路に流れる電流をI(A)とすれば、P(W)=E(V)✕I(A)で表される。
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この過去問の解説 (3件)
01
電圧、電流、抵抗及び電力に関する問題です。
この問題も電気の基本的な問題なので、特に公式は確実に押さえておきましょう。
正しい記述です。
電圧の単位はボルト(V)で、1000Vは1kVとも表します。
ちなみに1,000,000は1Mとなります。
抵抗値は長さ÷断面積で求めます。
したがって直径が長くなれば反比例して抵抗値は少なくなるので、長さが同じまま断面の直径が2倍になると抵抗の値は4分の1となります。
正しい記述です。
合成抵抗は和分の積で求めます。
したがって、どのような値を代入してもそれぞれの抵抗値の値より合成抵抗は小さくなります。
正しい記述です。
電流は電圧÷抵抗で求めるので、回路にかかる電圧に比例し、回路の抵抗に反比例します。
正しい記述です。
回路が消費する電力P(W)は、回路にかかる電圧をE(V)、回路に流れる電流をI(A)とすれば、P(W)=E(V)✕I(A)で表されます。電流の公式も覚えておきましょう。
電気の公式はそれぞれ一通り覚えておくと、式を変換するだけで答えを導く事ができるので、頭に入れておきましょう。
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02
この問題は電気の基本法則に関する理解を問うものです。
電気回路を構成する「電圧」「電気」「抵抗」「電力」の関係は
現場での機器操作・保守・トラブルシュートにおいて非常に重要です。
特にオームの法則や電力計算、導体の抵抗の特性(長さ・断面積との関係)は
確実に押さえておきたいポイントです。
正しい記述です。
電圧の単位はボルト(V)で1000Vは1kV(キロボルト)と表します。
誤った記述です。
導体の電気抵抗Rは次の式で表されます。
R=ρ×(L/A)
(ρ=抵抗率、L=導体の長さ、A=断面積)
・「長さが2倍」=抵抗も2倍:これは正しい。
・「直径が2倍」=断面積Aは半径の2乗に比例=断面積は4倍=したがって抵抗は1/4になる。
選択肢では「2分の1になる」と記載されているので誤りです。
正しい記述です。
抵抗を並列接続すると合成抵抗はどの抵抗よりも小さくなります。
これは並列回路の基本的性質で正しい記述です。
正しい記述です。
電流は電圧に比例し抵抗に反比例するという
オームの法則(I=E/R)
に基づく正しい内容です。
正しい記述です。
回路で消費される電力はP(W)=E(V)×I(A)の式で表されます。
これは電力の基本公式です。
この問題では電気の基本的な物理量の関係について正しく理解しているかを問われました。
このような基礎知識は現場でも非常に役に立つのでしっかり身につけておきましょう。
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03
「オームの法則」や「抵抗の性質」に関する問題です。
電気は目に見えないため難しく感じがちですが、「電圧=水を押し出すポンプの力」「電流=流れる水の量」「抵抗=水道管の細さ(通りにくさ)」というイメージを持てば、計算も理屈も理解できます。
× 正しい記述です。
電圧の単位は「ボルト(V)」です。
そして、長さの1000m(メートル)を1km(キロメートル)、重さの1000gを1kgと呼ぶのと全く同じように、「k(キロ)」は1000倍を意味します。
したがって、1000Vを「1kV(キロボルト)」と表すのは正しい記述です。
〇 誤った記述(正解)です。
電線(導体)の抵抗は、長さが2倍になれば抵抗も2倍になります(トンネルが長くなれば疲れるのと同じです)。
しかし、断面の「直径」が2倍になった場合、通り道の広さである「断面積」は、円の面積の計算(半径×半径×円周率)により、2の2乗で「4倍」に広がります。
通り道が4倍広くなるということは、電気の通りにくさ(抵抗)は2分の1ではなく、「4分の1」にまで小さくなります。
× 正しい記述です。
抵抗を並列(枝分かれ)につなぐということは、スーパーのレジを複数開けたり、トンネルのバイパス(抜け道)を作ったりするのと同じです。
通り道が増えれば増えるほど、電気全体としてはスムーズに流れるようになります。
そのため、全体の抵抗(合成抵抗)は、つないだ個々のどの抵抗値よりも「必ず小さくなる」という性質があります。
× 正しい記述です。
電気の基本「オームの法則」です。
流れる水の量(電流)は、ポンプの押し出す力(電圧)が強いほど増え(比例し)、水道管の細さ・通りにくさ(抵抗)が大きいほど減ります(反比例します)。
感覚的にも非常に納得しやすい正しい記述です。
× 正しい記述です。
電力(W:ワット)とは、電気が実際に働くパワー(電球の明るさや、モーターを回す力)のことです。
このパワーは、「どれくらいの圧力(電圧E)」で、「どれくらいの量の電気(電流I)」を流し込んだかの掛け算で決まります。
P=E×I(電力=電圧×電流)は、よく使う正しい公式です。
試験で頻出なのが、「電線の太さ」が変わったときのひっかけです。
電線というトンネルを通る電気にとって、トンネルの長さが2倍になれば苦労(抵抗)も2倍になりますが、トンネルの幅(直径)が2倍になったとき、通りやすさはどうなるのか?
「直径」と「断面積(通り道の広さ)」の違いを正確にイメージできるかが重要です。
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