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令和5年度 一級建築士 設備 No.16を解説、力率の定義に関する誤りを見抜くポイント

令和5年度 一級建築士 学科II(環境・設備)No.16は、電気設備(各種の率の定義)に関する問題です。

この問題では、4つの記述のうち、最も不適当なものを選びます。

この問題で問われていること

  1. 力率の定義(有効電力と皮相電力)
  2. 需要率の定義
  3. 負荷率の定義
  4. 不等率の定義

※ 問題文そのものは建築技術教育普及センターの公式PDFで確認できます。上記は、その4つの記述で問われている論点を整理したものです。

正解:選択肢1(これが最も不適当な記述)

力率は、供給された電力(皮相電力)のうち、実際に有効に使われた電力(有効電力)の割合です。式で書くと、力率=有効電力÷皮相電力です。0〜1(または0〜100%)の値で、1に近いほど無駄なく電力を使えています。

選択肢1は「皮相電力を有効電力で除したもの」としていますが、分子と分母が逆です。力率は有効電力(分子)を皮相電力(分母)で割ったものなので、不適当なんですね。皮相電力のほうが大きいので、力率は必ず1以下になります。

各選択肢の正誤

選択肢 正誤 解説
1 ×(不適当) 力率は有効電力÷皮相電力です。「皮相電力を有効電力で除した」とする記述は分子分母が逆で、不適当です。
2 ○(適当) 需要率は、最大需要電力を負荷設備容量の総和で除したものです。適当な記述です。
3 ○(適当) 負荷率は、平均需要電力を最大需要電力で除したものです。適当な記述です。
4 ○(適当) 不等率は、個々の負荷の最大需要電力の合計を、系統の最大需要電力で除したものです。適当な記述です。

選択肢1の「力率は、皮相電力を有効電力で除したもの」という記述が誤りで、力率は有効電力を皮相電力で除したものです。

選択肢1のポイント

選択肢1は、力率に関する記述です。交流回路には、実際に仕事をする「有効電力」、見かけ上の「皮相電力」、その差にあたる「無効電力」があるんですね。

力率は、供給された皮相電力のうち、どれだけが有効に使われたかの割合で、有効電力÷皮相電力で求めます。皮相電力のほうが大きいので、力率は必ず1以下になります。「率」は基本的に「実際の値÷基準(最大や全体)の値」で1以下になる、と押さえると取り違えにくいです。

選択肢1は「皮相電力を有効電力で除したもの」としていますが、分子分母が逆です。これだと1以上になり、力率の定義に反するので不適当なんです。ザックリ言えば、力率=有効電力÷皮相電力(1以下)ということです。

覚え方

  • 力率=有効電力÷皮相電力(1以下)
  • 需要率=最大需要電力÷負荷設備容量の総和
  • 負荷率=平均需要電力÷最大需要電力
  • 不等率=個々の最大需要電力の合計÷系統の最大需要電力(1以上)
Q.

力率は、何を何で除したもの?

有効電力÷皮相電力です。供給された皮相電力のうち有効に使われた割合で、1以下になります。皮相電力÷有効電力は分子分母が逆です。

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出典

  • 建築技術教育普及センター「令和5年度 一級建築士試験 学科の試験 学科II(環境・設備)問題」
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編集・解説

建築士試験 解説ノート編集部

建築業界の実務経験をもとに、一級・二級建築士試験の「環境・設備」を過去問から整理しています。運営者情報

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