第三種電気主任技術者(電験三種) 過去問
令和8年度(2026年)上期
問59 (機械 問16(a))

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問題

第三種電気主任技術者(電験三種)試験 令和8年度(2026年)上期 問59(機械 問16(a)) (訂正依頼・報告はこちら)

図1は三相ダイオード全波整流器を示している。入力電圧va、vb、vcは①式のとおりであるとき、出力電圧vdは図2の太線に示すように線間電圧の絶対値のうち最も高いものが出力される。次の問に答えよ。

入力電圧va、vb、vcの実効値をVs=100Vとするとき、線間電圧vabの実効値Vab[V]として、最も近いものを次のうちから一つ選べ。
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この過去問の解説 (1件)

01

正しい選択肢は「173」です。

この問題は、三相交流の相電圧から線間電圧を求める計算問題です。

三相交流では、3つの相電圧が互いに120°ずつずれています。

そのため、線間電圧は2つの相電圧を単純に足した値ではなく、相電圧の3倍になります。

今回は、相電圧の実効値が100Vなので、この関係を使って線間電圧を求めます。

計算手順

<相電圧と線間電圧の関係>

三相交流では、次の2種類の電圧があります。

・相電圧:各相の電圧です。

・線間電圧:異なる2つの相の間に生じる電圧です。

各相の電圧が等しく、位相が120°ずつずれている平衡三相交流では、線間電圧の実効値は次の式で求められます。

Vₐᵦ=3Vₛ

ここで、

・Vₐᵦ:線間電圧の実効値[V]

・Vₛ:相電圧の実効値[V]

です。

<線間電圧を計算する>

問題より、相電圧の実効値は、

Vₛ=100V

です。

公式に代入すると、

Vₐᵦ=3×100

≒1.732×100

≒173.2V

となります。

したがって、線間電圧vₐᵦの実効値は約173.2Vです。

最も近い値は「173」となります。

<線間電圧が3倍になる理由>

線間電圧vₐᵦは、2つの相電圧の差で表されます。

vₐᵦ=vₐ-vᵦ

ただし、交流電圧には大きさだけでなく、位相(波形のずれ)があります。

三相交流では相電圧同士が120°ずれているため、電圧をベクトルとして計算します。

三平方の定理を拡張した余弦定理を使うと、

Vₐᵦ²=Vₛ²+Vₛ²-2Vₛ²cos120°

ここで、

cos120°=-1/2

なので、

Vₐᵦ²=2Vₛ²+Vₛ²

=3Vₛ²

となります。

両辺の平方根を求めると、

Vₐᵦ=3Vₛ

となります。

選択肢2. 173

正しい選択肢です。

平衡三相交流では、線間電圧の実効値は相電圧の√3倍です。

Vₐᵦ=3×100

≒173.2V

となるため、最も近い値は173Vです。

まとめ

三相交流の相電圧と線間電圧の関係を理解することが重要です。

今回の問題では、

・相電圧の実効値Vₛ:100V

・相電圧同士の位相差:120°

・線間電圧の実効値Vₐᵦ:約173.2V

となります。

重要な公式は、

Vₐᵦ=3Vₛ

です。

なお、三相ダイオード全波整流器では、各時点で最も電圧の高い相と最も低い相の間の電圧を利用して整流します。

ただし、今回求めるのは整流後の直流電圧ではなく、交流入力の線間電圧の実効値です。

特に、「平衡三相交流の線間電圧は相電圧の3倍」という関係を覚えておきましょう。

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