令和6年度 1級電気工事施工管理技士 第一次検定 No.1は、5Ωの抵抗に100Vの電圧を一定時間加えたとき6×105Jの熱量が発生したとして、加えた時間を求める問題です。
この問題は、熱量と電力と時間の関係を分かっているかを問うものです。まず消費電力を求めてから、熱量を電力で割ります。
出てくる時間は秒なので、最後に60で割って分に直します。
正解:選択肢1(5分)
| 選択肢 | 値 | 解説 |
|---|---|---|
| 1 | 5分 | 300秒 ÷ 60 = 5分。正しい |
| 2 | 6分 | 熱量の数字6をそのまま使った値。誤り |
| 3 | 21分 | どの求め方とも合わない。誤り |
| 4 | 25分 | 同じく合わない。誤り |
正しいのは選択肢1です。
2段階に分けます。まず消費電力です。
P = V2 ÷ R
P = 1002 ÷ 5 = 10,000 ÷ 5 = 2,000〔W〕
次に、熱量を電力で割って時間を出します。
Q = P × t → t = Q ÷ P
t = 6×105 ÷ 2,000 = 600,000 ÷ 2,000 = 300〔s〕
ここで出るのは秒です。設問は分を聞いているので、直します。
300〔s〕 ÷ 60 = 5〔分〕
答えは5分です。
抵抗で発生する熱量(ジュール熱)は、次の3つの式のどれでも表せます。
| 式 | 使いどころ |
|---|---|
| Q = V2t ÷ R | 電圧と抵抗が分かっているとき(この問題) |
| Q = I2Rt | 電流と抵抗が分かっているとき |
| Q = VIt | 電圧と電流が分かっているとき |
間違えやすいのは単位です。式に入れる時間は秒で、出てくる時間も秒になります。選択肢が分で並んでいるので、換算を忘れると選べません。
電流から確かめることもできます。
I = V ÷ R = 100 ÷ 5 = 20〔A〕
Q = I2Rt = 202 × 5 × 300 = 400 × 5 × 300 = 600,000〔J〕 → 6×105J で一致
5Ωに100Vを加えたときの消費電力は。
P = V2÷R = 1002÷5 = 2,000Wです。
ジュール熱の式に入れる時間の単位は。
秒です。分で答えるときは、出た秒数を60で割ります。
参考資料
※ この記事の確認日:2026年9月