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カットオフ周波数の解説

 

みなさん こんにちは 電験3種傾向と対策研究会です。

 

電験3種では毎年のようにトランジスタ回路が出題されます。

特にNPNトランジスタのエミッタ接地A級増幅回路が出題されます。

 

2011年の理論問18ではカットオフ周波数を求める問題が出題されました。

おそらく、電験3種では初めて出題された項目です。

 

この項目について、一般の電験3種の参考書には解説がありません。

過去問の解説書でも、十分な解説がありません。

 

そこで、分かり易い解説を試みました。

昨年の理論問18が回答できなかった方は必見です。

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誘導電動機の過去問題の解説

 

みなさん こんにちは 電験3種傾向と対策研究会です。

 

定格電圧200(V)、定格電流9(A)の三相かご形誘導電動機があります。

端子電圧が200(V)のときに始動電流は定格電流の600(%)です。

この電動機をある電源に接続して始動しました。

すると、その電源の内部インピーダンスにより、電動機の端子電圧が180(V)になりました。

このときの電動機の始動電流(A)の値はいくらですか。

過去にこの様な問題が出題されています。

 

日曜日発行のメルマガ電験3種過去問の傾向と対策で解説をします。

 


BWRの自己制御性とは

 

みなさん こんにちは 電験3種傾向と対策研究会です。

 

原子力発電では核分裂による熱エネルギーを利用します。

核分裂による熱エネルギーを用いて水を加熱して水蒸気を作ります。

 

水蒸気をタービンに導いて、タービンを回転させます。

核分裂エネルギーによって得た蒸気を直接にタービンに誘導します。

このタイプを沸騰水型(BWRBoilling Water Reactor)と言います。

 

沸騰水型は中性子の減速材に軽水を使います。

軽水の密度が薄くなると、中性子を減速できなくなります。

中性子が減速されないと、中性子がウラン235に吸収されません。

中性子がウラン235に吸収されないと、核分裂反応が起きません。

そうすると核分裂反応の連鎖反応が低下します。

 

BWRの温度が上がると、軽水の温度が上がります。

軽水の温度が上がると、沸騰して蒸気になります。

蒸気の泡が増えると軽水の密度が低くなります。

軽水の密度が低くなるということは、減速材である軽水の密度が低くなります。

軽水の密度が低くなると、中性子が減速されなくなります。

中性子が減速されないと、核分裂の連鎖反応が低下します。

核分裂の連鎖反応が低下すると、発生する熱エネルギーが少なくなります。

発生する熱エネルギーが少なくなるとBWRの温度が下がります。

 

BWRの温度が下がると、こんどは逆に減速される中性子が増えて核分裂が促進します。

これをBWRの自己制御性と言います。

 

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PWRとは

 

みなさん こんにちは 電験3種傾向と対策研究会です。

 

火力発電ではランキンサイクルを利用して発電をします。

火力発電では、石炭、重油、LNGを燃焼して熱エネルギーを得ます。

熱エネルギーを用いて水を加熱して水蒸気を得ます。

 

原子力発電では核分裂による熱エネルギーを利用します。

核分裂による熱エネルギーを用いて水を加熱して水蒸気を得ます。

 

この水蒸気を蒸気発生器に導きます。

蒸気発生器では、別系統から水を循環させて(2次冷却水)熱交換をします。

 

2次冷却水による水蒸気をタービンに導いて、タービンを回転させます。

2次冷却水の熱エネルギーがタービンの回転エネルギーに変わります。

タービンに接続された発電機が回転します。

タービンの回転エネルギーが電気エネルギーに変わります。

 

このタイプを加圧水型(PWRPressurized Water Reactor)と言います。

 

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BWRとは

 

みなさん こんにちは 電験3種傾向と対策研究会です。

 

原子力発電では核分裂による熱エネルギーを利用します。

核分裂による熱エネルギーを用いて水を加熱して水蒸気を作ります。

 

水蒸気をタービンに導いて、タービンを回転させます。

核分裂エネルギーによって得た蒸気を直接にタービンに誘導します。

このタイプを沸騰水型(BWRBoilling Water Reactor)と言います。

 

水蒸気の熱エネルギー、内部エネルギーがタービンの回転エネルギーに変わります。

タービンに接続された発電機が回転します。

タービンの回転エネルギーが電気エネルギーに変わります。

 

原子力発電所では核分裂による熱エネルギーが電気エネルギーに変わります。

 

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軽水炉とは

みなさん こんにちは 電験3種傾向と対策研究会です。

 

原子力発電では核分裂による熱エネルギーを利用します。

核分裂の連鎖反応を起こす中性子を減速するために軽水(普通の水)を使います。

原子炉を冷却するために軽水(普通の水)を使います。

原子炉から熱を取り出すために軽水(普通の水)を使います。

核分裂による熱エネルギーを用いて水を加熱して水蒸気を得ます。

 

減速材や冷却材に軽水(普通の水)を使います。

そこで、このタイプの原子炉を軽水炉と言います。

 

軽水炉は一般的な原子炉です。

 

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冷却材とは

 

みなさん こんにちは 電験3種傾向と対策研究会です。

 

原子力発電では核分裂による熱エネルギーを利用します。

核分裂による熱エネルギーを用いて水を加熱して水蒸気を得ます。

 

一般的に、原子炉を冷却し、原子炉から熱を取り出すために軽水(普通の水)を使います。

冷却材とは原子炉を冷やすための材料です。

 

補足説明

一般的な原子炉ではありませんが、高速増殖炉では溶融炭酸ナトリウム、黒鉛減速炭酸ガス冷却型原子炉では炭酸ガス(二酸化炭素)が冷却材として使われます。

 

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減速材とは

 

みなさん こんにちは 電験3種傾向と対策研究会です。

 

原子力発電では核分裂による熱エネルギーを利用します。

核分裂にはウラン235を使用します。

 

ウラン235に中性子が吸収されると、二つの原子と23個の中性子に分かれます。

このとき飛び出した中性子が別のウラン235に吸収されて連鎖反応が起きます。

吸収するためには、飛び出した中性子のスピードを減速する必要があります。

 

このために減速材を使用します。

一般的に、減速材は軽水(普通の水)を使います。

 

水を通過した中性子は減速してウラン235に吸収されます。

中性子を吸収したウラン235は核分裂を起こして、熱を発生し、2つの別の物質の原子と中性子に分かれます。

 

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核分裂エネルギーとは

 

みなさん こんにちは 電験3種傾向と対策研究会です。

 

原子力発電では核分裂によるエネルギーを利用します。

核分裂にはウラン235を使用します。

 

ウラン235に中性子があたると、二つの原子と23個の中性子に分かれます。

このとき、分裂前のウラン235の質量よりも分裂後の2つの原子の質量の合計の方が小さくなります。

ウラン235の質量>分裂後の原子の質量の合計

ウラン235が核分裂を起こすとき、質量が失われます。

このときの損失した質量(質量欠損)がエネルギーに変化します。

これが核分裂によるエネルギーです。

 

E=M×(Cの二乗)で表されるエネルギーです。

E(J):エネルギー、M(kg):質量、C(m/s):光速

C=30km/sなので、質量Mが小さくても、とても大きなエネルギーが得られます。

 

E= M×(Cの二乗)はアインシュタインの相対性理論から導かれます。

 

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