第一種電工 電気応用 問5：電気応用

電気の計測器に関する問題です（OCR混在により設問の正確な読み取りは困難ですが、正答アから推定）。正答はア「周波数計」です。電力系統の周波数（50Hz/60Hz）を測定する計器が周波数計です。照度計（イ）は照明の明るさ（照度・単位lx）、放射温度計（ウ）は物体の温度（非接触・赤外線利用）を測定する器具で、電気の周波数測定とは異なります。電力系統の周波数は電力品質の重要指標であり、発電機の回転数管理に直結します。正答はアです。

電気測定器の種類と用途を各選択肢で確認します。ア（周波数計）：電力系統や電気回路の交流周波数（Hz）を測定する計器。デジタル周波数計・振動片形周波数計等がある。電力系統では50Hzまたは60Hzが正常値。周波数偏差は系統の需給バランスを示す重要指標（周波数が下がる＝電力不足）。これが正答。イ（照度計）：光（可視光線）の照度（lx：ルクス）を測定する計器。受光センサ（フォトダイオード・フォトトランジスタ）で光量を電流に変換して照度を算出。照明設計・照度測定に使用。ウ（放射温度計）：物体から放出される赤外線放射量をセンサで測定し、非接触で温度を推定する計器。電気工事では配電盤・電気機器の熱異常検出（サーモグラフィカメラ等）に使用。エ（基音計：OCR混在のため内容不明）：別問題からのテキスト混入と推定。正答はアです。

本問は電気測定器の種類と測定対象の対応を問います。電力系統の周波数は電力品質の核心指標であり、スマートグリッド・再生可能エネルギー大量導入時代において周波数制御の重要性がさらに高まっています。

【電力系統の周波数と周波数計】電力系統の周波数（50Hz/60Hz）は系統全体の需給バランスを直接反映します。需要>供給：発電機の回転数低下→周波数低下（アンダーフリクエンシー）。需要<供給：発電機の回転数上昇→周波数上昇（オーバーフリクエンシー）。日本では東日本50Hz・西日本60Hzの2系統（中部・関西の境界に連系設備あり）。

【周波数計の種類（測定原理）】振動片形（リードフリクエンシーメーター）：異なる固有振動数をもつ多数の金属片（リード）を並べ、系統周波数に共振する片の振れで周波数を示す。アナログ表示・堅牢・構造が単純。デジタル周波数計：基準クロック（水晶振動子）を基準に入力信号の周期・周波数を計数してデジタル表示。高精度・広範囲測定が可能。周波数リレー（UFR・OFR）：周波数低下（低周波リレー：UFR）・周波数上昇（高周波リレー：OFR）を検出して系統保護動作を行う保護継電器。単なる測定器ではなく保護装置として機能。

【照度計の測定対象：照度（lx）の定義】照度（E）=光束（Φ）÷面積（A）（単位：lx = lm/m²）。1m²の被照面に1lmの光束が当たっているときの照度が1lx（denkiouyou_09でも出題される論点）。照度計は受光素子（シリコンフォトダイオード等）で光量を電気信号に変換し、人間の視感度補正（標準比視感度特性）を加えて照度値を算出します。電験三種「機械」科目で照度・輝度・光束の定義と計算式が頻出です。