《理論》〈電気及び電子計測〉[H18:問14]電力計の測定原理と端子接続方法に関する空欄穴埋問題

【問題】

【難易度】★★☆☆☆（やや易しい）

図の破線で囲まれた部分は，固定コイル\( \ \mathrm {A} \ \)及び\( \ \mathrm {C} \ \)，可動コイル\( \ \mathrm {B} \ \)から構成される\( \ \fbox {　 （ア） 　} \ \)電力計の原理図で，一般に\( \ \fbox {　 （イ） 　} \ \)の電力の測定に用いられる。

図中の負荷の電力を測定するには各端子間をそれぞれ\( \ \fbox {　 （ウ） 　} \ \)のように配線する必要がある。

上記の記述中の空白箇所(ア)，(イ)及び(ウ)に当てはまる語句として，正しいものを組み合わせたのは次のうちどれか。

\[
\begin{array}{cccc}
& （ア） & （イ） & （ウ） \\
\hline
(1) & 　電流力計形　　 & 　交流及び直流　 & 　\mathrm {a} \ と \ 1 \ ，\mathrm {a} \ と \ 2 \ ，\mathrm {b} \ と \ 4 \ ，\mathrm {c} \ と \ 3 \ 　 \\
\hline
(2) & 　可動コイル形　 & 　交流及び直流　 & 　\mathrm {a} \ と \ 1 \ ，\mathrm {a} \ と \ 4 \ ，\mathrm {b} \ と \ 2 \ ，\mathrm {c} \ と \ 3 \ 　 \\
\hline
(3) & 　熱電形　　　　 & 　高周波　　　　 & 　\mathrm {a} \ と \ 2 \ ，\mathrm {b} \ と \ 3 \ ，\mathrm {b} \ と \ 4 \ ，\mathrm {c} \ と \ 1 \ 　 \\
\hline
(4) & 　電流力計形　　 & 　高周波　　　　 & 　\mathrm {a} \ と \ 3 \ ，\mathrm {a} \ と \ 4 \ ，\mathrm {c} \ と \ 1 \ ，\mathrm {c} \ と \ 2 \ 　 \\
\hline
(5) & 　可動コイル形　 & 　商用周波数　　 & 　\mathrm {a} \ と \ 1 \ ，\mathrm {a} \ と \ 2 \ ，\mathrm {b} \ と \ 4 \ ，\mathrm {c} \ と \ 3 \ 　 \\
\hline
\end{array}
\]

【ワンポイント解説】

電力計の測定原理と端子接続方法に関する問題です。
端子の接続方法は電流計や電圧計と同じく，電流を測定する場合には回路に直列に接続，電圧を測定する場合には回路に並列に接続，すれば良いです。難しく考えなければ端子の接続方法は間違えないかと思います。

1.電流力計形計器
図1のように三つのコイルを配置し，中央のコイルを可動式にし，両端のコイルを固定式にします。
それぞれのコイルには右ねじの法則により磁界が発生し磁化されますが，可動コイルだけ電流を逆向きに流すことにより，それぞれに反発力が生まれます。
反発力の大きさが測定する電流の大きさに比例するので，図2のように可動コイルに指針をつけ軸で回転させることにより，電流の大きさや負荷電力の大きさを測定することが可能となります。また，電流がなくなった場合に元の位置に戻るように渦巻ばねが設けられています。
逆向きに流れてもすべての\( \ \mathrm {N} \ \)極と\( \ \mathrm {S} \ \)極が反転し同様の反発力が発生するため，直流・交流ともに測定可能となります。

【解答】

解答：(1)
(ア)
ワンポイント解説「1.電流力計形計器」の通り，固定コイル\( \ 2 \ \)個の間に可動コイル\( \ 1 \ \)を配置する計器は電流力計形計器といいます。

(イ)
ワンポイント解説「1.電流力計形計器」の通り，電流力計形電力計は交流及び直流の電力の測定が可能です。

(ウ)
固定コイル\( \ \mathrm {A} \ \)及び\( \ \mathrm {C} \ \)は電流を測定するので端子\( \ \mathrm {a} \ \)と端子\( \ 1 \ \)及び端子\( \ \mathrm {c} \ \)と端子\( \ 3 \ \)を接続し，可動コイル\( \ \mathrm {B} \ \)は電圧を測定するので端子\( \ \mathrm {a} \ \)と端子\( \ 2 \ \)及び端子\( \ \mathrm {b} \ \)と端子\( \ 4 \ \)を接続すれば良いことになります。