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工業高校の電気科の1年生で習う電気基礎1で習う問題なのですが素人の私から見てこの問題は全くわからなく困っています。
6問あるのですが途中式を加えて解説をお願いします。
解説しなくてもいいと思うものはしなくて

おkですので。。。

1.20Ωの抵抗に5Aの電流を30分流した。このとき発生する熱エネルギーは何ジュールか。また、この熱エネルギーで30℃の水10kgを加熱すると水の温度は何度になるか。ただし熱エネルギーは、すべて水の温度上昇に使われるものとする。

2.許容電流100mW、抵抗1kΩの抵抗器と、許容電流10mW、抵抗100Ωの抵抗器とを直列に接続した回路がある。この回路の許容電流は何ミリアンペアか。

3.直径0.4mmの伝染1kmの抵抗が145Ωあるという。もし、この伝染を引き伸ばして、直径0.2mmの電線をつくるとしたら、その長さおよび抵抗はいくらになるか。ただし、低効率は変わらないものとする。
4.鉄クロム電熱線の抵抗率は、20℃で1.23×10^-6[Ω・m]、抵抗温度係数α20は2×10^-4℃^-1であるという。直径0.4mm、長さ1mのこの電熱線の抵抗は、20℃ではいくらか。また、500℃ではいくらか。

5.抵抗温度係数を利用して、温度を測定する方法を考えよ。

6.電気回路において、接触によって電流を流す器具の例をあげよ。また、接触抵抗が問題になるのはどのよう場合か。

以上6項目です。よろしくお願いします。

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A 回答 (1件)

1.まず消費電力W(W)は、


 W = I^2 ・ R
  = 5^2 ・ 20
  = 500(W)

 (J) = (W・s)なので、30分間の熱量は、
 H = W ・ t
  = 500 ・ 30 ・ 60
  = 900(kJ)

 水1(kg)を1(℃)上げるのには1(kcal)必要で、1(kcal)は4.2(kJ)なので、
 H = 4.2 ・ 10^3 ・ m ・ (T2 - T1)
 T2 - T1 = H / (4.2・ 10^3 ・ m )
 T2 = T1 + H / (4.2・ 10^3 ・ m )
   = 30 + 900 ・ 10^3 / (4.2 ・ 10 ・ 10^3)
   = 51.43 (℃)

2.>許容電流100mW、抵抗1kΩの抵抗器と、許容電流10mW とありますが、mAと置き換えます。
 直列では、電流量はどこも同じく流れるので、最小許容電流を示せばよく、
 10mA

3.電線1の導体の体積は、
 C1 = S1 ・ L1
   = (d1 / 2)^2 ・ π ・ L1
   = (0.4 ・ 10^-3 / 2)^2 ・ π ・ 1000
   = 0.04π×10^-3 (m^3)
 電線2の長さは、
 L2 = C1 / S2
   = C1 / ((d2 / 2)^2 ・ π)
   = 0.04π×10^-3 / ((0.2 ・ 10^-3 / 2)^2 ・π)
   = 4000 (m)

 電線の抵抗率は、
 R1 = ρ ・ L1 / S1
 ρ = R1 ・ S1 / L1
   = 145 ・ 0.04π×10^-6 / 1000
   = 5.8π×10^-9 (Ω・m)
 電線2の抵抗は、
 R2 = ρ ・ L2 / S2
   = 5.8π×10^-9 ・ 4000 / (0.01π×10^-6)
   = 2320 (Ω)

4.抵抗温度係数α20は2×10^-4℃^-1である とありますが、温度係数に単位はありませんので、2×10^-4とします。
 20℃では、抵抗率は変わらないので、
 R20 = ρ ・ L / S
   = 1.23×10^-6 ・ 1 / 0.04π×10^-6
   = 9.79 (Ω)
 500℃での電熱線の抵抗は、
 R500 = Rt + α ・ Rt ・ (T - t)
    = Rt ・ (1 + α ・ (T - t)
    = 9.79 ・ (1 + 2×10^-4 ・ (500 - 20)
    = 10.73 (Ω)

5.抵抗を求める逆なので、
 T = RT - Rt / (α ・ Rt)

6.主にスイッチが挙げられます。
 正常な接触面積、圧力が得られないと、抵抗値が増え、消費電力も増えます。
 W = I^2 ・ R
 消費電力が増えれば、熱量H(J)も増えます。
 H = W ・ t
 故に、熱を持ち、溶断する恐れがあります。
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Q高等学校教科書 電気基礎1 解けない問題があるのでアドバイスお願いします。

こんばんは、高校の電気基礎から勉強し直しているのですが
答えまで計算できないのでアドバイスお願いします。

1 内部抵抗0.2Ω,起電力2Vの電池を5個、並列に接続した場合、全体の内部抵抗および全体の起電力はいくらになるか? 0.04Ω、2V

2 許容電力100mW,抵抗1kΩの抵抗器と、許容電力10mW、抵抗100Ωの抵抗器とを直列に接続した回路がある。この回路の許容電流は何ミリアンペアか? 答え10mA

3 抵抗器A1kΩ(許容電力1W)、B2kΩ(許容電力3W)を直列に接続した場合、合成抵抗および許容電流は、それぞれいくらか?また全体に加えることの出来る電圧は? 答え 3k,31.6m,94.8v

4 0℃において234.5Ωの軟銅線がある。温度が1℃上昇すると抵抗はいくら増加するか? 答え 1

5 0℃において、21.34Ωの軟銅線の抵抗を、ある温度ではかったら、23.45Ωであった。そのときの温度はいくらか。
答え 23

Aベストアンサー

この問題に必要な公式を書きます。
直列時の合成抵抗R、合成電流I
   R = R1 + R2 + R3 +・・・・   (1)
   I = I1 = I2 = I3 =・・・・ (2)
V = V1 + V2 + V3 (3)
並列時の合成抵抗R、合成電流I
   1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 +・・・・ (4)
   I = I1 + I2 +I3 ・・・  (5)
   V = V1 = V2 = V3 (6)
電力と電圧、電流、抵抗の関係式
   W = V * I = I^2 * R (7)
電線と抵抗、温度係数の関係式
   Rt = R0 * { 1 + 1/(235 + t0) *(t1 - t0)} (8)
以上の公式で問題が解けます。
1) 並列回路になるので、公式(5),(6)で求めます。、
    V=2[V]
1/R = 1/0.2 + 1/0.2 + 1/0.2 + 1/0.2 + 1/0.2 =25
R = 1/25 =0.04[A]
2)直列回路なので、公式(1)で抵抗を求めます。
    R = 1K + 100 =1.1K = 1.1*10^3
次に公式(7)に代入すると
    (100m + 10m) = I^2 * 1.1*10^3
I^2 = 110*10^-3 / 1.1*10^3 =100*10^-6
I = 10 * 10^-3 =10 [mA]
3)2)問と同じ方法で、合成抵抗、合成電流を求めます。(省略)
  次にオームの法則にに代入すると
    V = I * R = 3k * 31.6*m =94.8 [V]
4)公式(8)に代入すると
     Rt = 234.5*{1+1/(235+0)*(1-0)}≒235.5
    抵抗の増加RΔは
     RΔ = 235.5 -234.5 =1[Ω]
5)公式(8)に代入すると
     23.45 = 21.34*{1+1/(235-0)*(t1-0)}
23.45/21.34 = 1 +t1/235
t1/235 =1.10 -1
t1 = 23.5[degreeC]

こんな感じで良いでしょうか。



    


   

この問題に必要な公式を書きます。
直列時の合成抵抗R、合成電流I
   R = R1 + R2 + R3 +・・・・   (1)
   I = I1 = I2 = I3 =・・・・ (2)
V = V1 + V2 + V3 (3)
並列時の合成抵抗R、合成電流I
   1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 +・・・・ (4)
   I = I1 + I2 +I3 ・・・  (5)
   V = V1 = V2 = V3 (6)
電力と電圧、電流、抵抗の関係式
   W = V * I = I^2 * R (7)
電線と抵抗、温度係数の関係式
   Rt = R0 * ...続きを読む

Q再就職の際、電気工事士の資格は有利ですか?

突然、旦那がリストラと言う事になりました。


旦那としては、資格があった方が再就職に良いのでは?との事で電気工事士の資格を取りたいと言っています。


そこでお伺いしたいのは

①電気工事士を取得するのは難しいでしょうか?

②資格の為に必要な金額は幾ら位でしょうか?


③電気工事士は需要があるんでしょうか?


田舎なので資格を取った所で勤め先があるのかなぁ?と思い介護の資格の方が良いのでは?と思ったりするのですが…。


とにかく色んな情報が知りたいのでお願いします。

Aベストアンサー

旦那様と同じぐらいの年齢の電気関連の仕事をしている者です。
一応、第二種電気工事士、第一種電気工事士を持っています。

1.第二種電気工事士の資格はそれほど難しくありません。
  恐らく独学でしたら2~3ヶ月もあれば十分です。
  ただし筆記試験合格後の実技試験は人によっては大変です。
  初めての電気工事でしたらある程度の対策が必要です。
  配線図を見て10分で作業を終えなければなりませんのである程度の慣れが必要です。
  どなたかが書かれていますが職業訓練校や実技講習会へ行かれることをお勧めします。
  実技試験に慣れさえすれば合格は見えてくると思います。

2.試験費用は9,300円+電気工事道具一式15,000円ぐらい+参考書+講習会費といったところです。
  職業訓練校や実技講習会の方がユーキャンよりは実践的に教えてもらえるのでお勧めです。
  それに、通信教育の高い教材を買うよりは書店を回られてご自分にあった参考書を
  選ばれる方が安上がりですし、余ったお金を実技講習会に回せます。
  また、実技試験用の電気工事道具セットはインターネットで購入出来ますので
  探してみると良いですし、秋葉の電材屋さんにはセット販売もされています。

3.持ってないよりは有利です。
  不景気とは言え電気工事の仕事がなくなることはありません。
  建設業界、電気工事会社、管理会社など旦那さんの年齢でしたら
  資格取得後ハローワークに行かれれば自信を持たれるのでは?と思います。
  ただし、電気工事士だけ取って満足するのではなく
  電気工事士を取った後、通信、ガス、設備工事関連の資格と向上心を持って
  経験と知識を積んでいかれれば十分職に困ることはないはずですし収入も増えるはずです。

私は介護関連の仕事もしてますが介護業界は大変な割に収入が低いように思われます。
介護保険の法整備の面も含めて不透明ですから手に職を持つことをお勧めします。
ヘルパー2級から始めることも悪くありませんがケアマネに至るまで10年、介護福祉士などの資格取得者でも5年と
実務経験が長い資格ですので今の旦那さんの状況では考えにくいと思います。
第二のスタート資格としては第二種電気工事士は良い資格です、同じ業界で
頑張る者として応援します!お互い頑張りましょう!

旦那様と同じぐらいの年齢の電気関連の仕事をしている者です。
一応、第二種電気工事士、第一種電気工事士を持っています。

1.第二種電気工事士の資格はそれほど難しくありません。
  恐らく独学でしたら2~3ヶ月もあれば十分です。
  ただし筆記試験合格後の実技試験は人によっては大変です。
  初めての電気工事でしたらある程度の対策が必要です。
  配線図を見て10分で作業を終えなければなりませんのである程度の慣れが必要です。
  どなたかが書かれていますが職業訓練校や実技講習会...続きを読む

Q漏電遮断器の原理を教えて下さい

現在専門学校で電気を勉強しているものです。

漏電遮断器の原理がいまいちよく分かりません。

特に接地(アース)していないと漏電遮断器が働かないという根拠が分かりません

電気に詳しい方、教えていただけませんか?

Aベストアンサー

一般の家庭用の100vや200vの電気は電力会社から高圧(一般家庭近くでは6,600v)で送られてきて、電信柱の上のトランスで、100vや200vに落とされて家庭に配られますが、この柱上トランスの100vの片線と200vの中性線が故障のときの安全のために地中にアース線としてつながっています。電流は電子の移動なので、必ず出て行った分と同じだけ戻ってきます。もしこれが違っていたときは電流がどこかに漏れていることになるので、この差を検出して電流を遮断するのが漏電遮断器です。まず漏電の状態を考えてみますと、電気が流れている電気製品で、電線の被服が破損して電気製品のボディーに接触したとします。この時破損した側の電線がアース側なら電位が同じなので何も起きません。また反対側でも電気製品のボディーが完全にゴムか何かの絶縁体の上に乗っていれば漏れ電流が流れないので漏電遮断機は働きません、あくまで遮断器のところを通る電流の差が規定値(50mA程度)を超えた場合のみ働きますから。ここでこの電気製品のボディーを地面に接触(アース)させると電流がボディーからトランスのアース側へと流れて漏電遮断機に流れるプラスマイナスの電流値に差が出て漏電遮断機が働くことになります。つまりこの意味で、アースしていないと漏電遮断機が働かないのであって、漏電遮断機そのものをアースする必要は全くなくまたそんな端子もありません。

一般の家庭用の100vや200vの電気は電力会社から高圧(一般家庭近くでは6,600v)で送られてきて、電信柱の上のトランスで、100vや200vに落とされて家庭に配られますが、この柱上トランスの100vの片線と200vの中性線が故障のときの安全のために地中にアース線としてつながっています。電流は電子の移動なので、必ず出て行った分と同じだけ戻ってきます。もしこれが違っていたときは電流がどこかに漏れていることになるので、この差を検出して電流を遮断するのが漏電遮断器です。まず漏電の状態を考えてみますと...続きを読む

Q工業高校のどの科の実技や勉強が将来需要があるのか、就職に有利なのか教えてください

息子が工業高校へ進学しますが、どの科の実技や勉強が将来的に需要があるのか、また高校卒業時での就職に有利なのかがわかりません。

(自身がまるっきりの文系でして、実際に高校へ見学に行き先生方に質問しましたが、どの科の先生も、自分の科が一番就職には有利です!とおっしゃっておられて(^_^.) )

進学する予定の高校には、「機械科」「電子機械科」「電気科」「電子科」「化学技術科」があります。

それぞれの主な専門科目と特に目指す資格、売りにしていることは、下記の通りです。

<機械部門>
・機械科・・機械設計、機械工作、原動機、電気基礎、工業管理技術
      機械製図検定、機械加工普通旋盤作業3級 
      次世代の「ものづくり」ができる力(エンジニア)をはぐくむ 
      金属のさまざまな加工方法や機械部品の設計製作検査を学ぶ
      旋盤や溶接の実習が多い


・電子機械科・・機械工作、機械設計、電子機械、電気基礎、ロボット工学
        シーケンス制御作業3級、電気系保安作業3級
        メカトロシステムの総合技術者の育成
        機械設備の設計、制御システムのプログラミングとメンテナンスを学ぶ
        実習で個人がロボットをふたつ作る

<電気部門>

・電気科・・電気基礎、電気機器、電力技術、電子技術、電気実習
      第二種電気工事士、第三種電気主任技術者
      現代社会を支えている電気、未来の電気技術者を目指す
      発電・送電・配電の流れや建物内の電気配線の設計や工事について学ぶ

・電子科・・(電子通信系とコンピュータ系に2年から分かれる)
       電気基礎、電子回路、電子情報技術、デジタル通信、プログラミング技術、コン          ピュータシステム技術
       電子機器組み立て3級、電気通信工事担当者、基本情報技術者
       ・電子通信系は、夢と不思議に電子技術でチャレンジ
         電子回路の設計やインターネット通信、マイコンの制御の仕組み等を学ぶ
       ・コンピュータ系は、コンピュータ技術で社会を豊かに
         プログラミング、ネットワークの構築方法を学ぶ


・化学技術科・・工業化学、化学工学、地球環境化学、環境分析化学
        公害防止管理者、乙種危険物取扱者
        人と環境にやさしい化学技術を学ぶ


息子は、第一希望としては化学技術がおもしろそうって言っていますが、高卒での就職となると、即戦力としてはあまりよくないように思います。
分野的に、実際に企業で化学の分析をできるのは、理系の大卒や院卒の方なのだと思うので。
東レやユニチカに就職した実績もあるようなのですが、、、よほど優秀でないと?という感じがします。

あと私としての印象は、電気だと、就職先に電気会社や電気保安協会などがあり、景気に左右されない分野のような気がします。

でも、正直、「機械」「電子機械」「電子」「電気」それぞれでの特色がよくわかりません。

需要(これから若い人手が足りなくなりそうな分野)や、企業がこれからも欲しがる分野、就職先が多い分野、景気に左右されにくい分野、、などなど、いろんな視点でご存じの方がいらしたら、ぜひ教えてください。

また、実際にこれらの業界で働く方、先生方、これらの科を卒業した先輩方が実際に今社会で感じていらっしゃること、ぜひ教えてください。

本当にわからなくて、また、息子自身もすごく迷っていまして困っています。

最終的には、いろんなご助言や情報は伝えるけれど、息子自身に決めてもらいます。

どうかよろしくお願いいたします。

息子が工業高校へ進学しますが、どの科の実技や勉強が将来的に需要があるのか、また高校卒業時での就職に有利なのかがわかりません。

(自身がまるっきりの文系でして、実際に高校へ見学に行き先生方に質問しましたが、どの科の先生も、自分の科が一番就職には有利です!とおっしゃっておられて(^_^.) )

進学する予定の高校には、「機械科」「電子機械科」「電気科」「電子科」「化学技術科」があります。

それぞれの主な専門科目と特に目指す資格、売りにしていることは、下記の通りです。

<機械...続きを読む

Aベストアンサー

No.2 です。
ああ、やはりお母さんでしたか。
文章が丁寧なので、お母さんかなと思っていました。
お礼コメントのご心配、よく分かります。
「今はとにかく、質問にあげたそれぞれの分野の違いがあまりにもわからないのです(特に電子機械と電子の違い)。学校側のパンフレットやHPの、各科の説明の仕方にはムラがあり、情報として十分でないのです」
→そんなに心配しなくも大丈夫ですよ。
何故かと申しますと、社会で働いている工業高校、大学理系の人達のほとんどは、学校での勉強と現在の仕事は違っているからです。
例えば、電子工学を学んだとしても、そのような仕事に就職できるとは限りません。
加えて、学業、学問と実際の仕事はかなり違うのです。
工業系の仕事であっても、ほとんどは会社に入ってから教育されるのです。
つまり、学業と実際の仕事はイコールではないのです。

では、学業は無駄かといいますと、そんなことはありません。
学業は社会人になるための基礎だからです。
電気工学であろうと、電子工学であろうとあくまで基礎であって、そのまま社会では通用しないのです。
ただし、その基礎が分かっているほうが会社の教育についていけるからです。
例を挙げますと、我家の次男が大学と旧帝大大学院(修士)で化学を学んでいました。
学生の頃は、「今、世界中の企業が飛びつくような研究をしている」と鼻高々でした。
しかし、実際に就職できたのは、上場製造企業の営業でした。
本人はがっかりしていました(笑)
しかし、営業は簡単ではありませんでした。
自社の製品に対する顧客の技術者の要望を聞くのは営業の仕事です。
そこでは理系の能力がないとチンプンカンプンで仕事にならないのです。
これは製薬会社の営業でも同じです。
営業の彼らは、一流大学の薬学部や理学部化学を出た人達が多いのです。

結論を述べますと、工業高校のどの科に入っても大丈夫なのです。
そこで工業系の数学や物理、化学などの製造の基礎を学べばいいのです。
私は採用面接官もしてきましたが、採用では高校の電子工学などの入社試験などしません。
それよりも、前回質問の回答にも書きましたが、マナーのある視野の広い、人間性豊かな人間こそ社会に通用するのです。
ですから、友達を作らず学業だけをやるような息子さんになってはいけません。
先生とも、友人とも、そしてお母さんとも、明るく話が出来る高校生になって欲しいです。
そういう人が社会に出ても通用するのですよ。
大丈夫です。お母さんも息子さんも、そんなに神経質にならず、どのコースでも明るく学ぶ高校生活をおくりましょう。

No.2 です。
ああ、やはりお母さんでしたか。
文章が丁寧なので、お母さんかなと思っていました。
お礼コメントのご心配、よく分かります。
「今はとにかく、質問にあげたそれぞれの分野の違いがあまりにもわからないのです(特に電子機械と電子の違い)。学校側のパンフレットやHPの、各科の説明の仕方にはムラがあり、情報として十分でないのです」
→そんなに心配しなくも大丈夫ですよ。
何故かと申しますと、社会で働いている工業高校、大学理系の人達のほとんどは、学校での勉強と現在の仕事は違っているから...続きを読む


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