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令和6年度 1級電気工事施工管理技士 No.1を解説、秒を分に直す

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。

この問題のポイント

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)

各選択肢の正誤

選択肢 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。

選択肢1のポイント(正解の求め方)

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。

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

覚え方

  • 電力を出してから、熱量÷電力で時間
  • 式の時間は。分を聞かれたら60で割る
  • Q = V2t/R = I2Rt = VIt。分かっている値で選ぶ

理解度チェック

Q.

5Ωに100Vを加えたときの消費電力は。

P = V2÷R = 1002÷5 = 2,000Wです。

Q.

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。

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参考資料

  • 一般財団法人 建設業振興基金「令和6年度 1級電気工事施工管理技術検定 第一次検定問題(午前の部)」「同 正答肢」
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