電験3種の理論…最大電力を何故求める?省エネに逆行してね?

電気 ビル設備管理

教材で初めてこのタイトルを見た時。

最大電力を何故求める?省エネに逆行してね?

 

などと、おっさんらしいツッコミをいれてしまったが、勉強するとナルホドなのだが、

まだ釈然としていない・・・とゆうか理解が追い付かなくなってきたかも・・・

 

勉強に使用する教材は、まずは分かりやすいものを使用する。


これだけ理論 (電験第3種ニューこれだけシリーズ)

みんなが欲しかった! 電験三種 理論の教科書&問題集 (みんなが欲しかった! シリーズ)

 

回路中の負荷を変えた時の最大電力

なんか難しい言い回しだが、蛍光灯の明るさを変えた時の電力の最大をイメージしてみた。

 

省エネを考えると最小の電力が必要じゃねぇ? と思ったら最小定理なるものがあるらしい。

 

最 小 定 理

2つの整数a,bの積が一定であるとき、 a,bが等しい時にa,bの和が最小になる。
つまり、a×b=一定 a+bはa=bの時最小となる。
検証すると a=1:a=2:a=4 と変わるとして 積が一定なので
 a=1:b=4 積4 和5
 a=2:b=2 積4 和4
 a=4:b=1 積4 和5
となる。
確かにa,bが等しい時にa,bの和が最小になる。
ここから難しくなるが、内部抵抗をRR 可変抵抗をRとすると
①I=E/R+RR ・・・オームの法則
②P=R(I×I) ・・・消費電力を求める (I×I)は二乗
③上の②式に①を代入して
P=R((E/R+r)(E/R+r))=R(E×E)/(R×R)+2Rr+(r×r)
分母・分子をRで割る
P=E×E/R+2r+r×r/R
④上の分母が R=r×r/R の時 つまり R=rの時最小になる。
なので③式にR=rを代入し、
Pmax=E×E/4r×r となる。
2乗の表記の仕方が分からないので、ただでさえややこしいのが更にややこしくなってしまったが、
理解するまで頑張るのみ(あくまで基本だからね)
E=48V r=4Ωとすると
Pmax=48×48/16×4=36(W)
回路計算でもそうだったけど、問題1問あたりに時間が結構かかるので、
問題に慣れてスピードアップをするようにしなければと実感している。
プログでは分数の表記がむつかしい(やり方が分からない)ので
まとめ記事を書くには適さないと実感した。

 

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