電験二種　昭和54年　理論　問３

～コンデンサの電界、電力量計、四端子定数の複合問題～

問題

次の$\boxed{{\displaystyle }}$の中に適当な答を記入せよ。

（１）図のような平行平板の２層誘電体において、第１層及び第２層それぞれの厚みを$d_1$及び$d_2$、比誘電率を${\epsilon }_1$及び${\epsilon }_2$、抵抗率を無限大とし、また、各層における電界の強さを$E_1$及び$E_2$とすれば、$E_1=$$\boxed{{\displaystyle }}$、$E_1$と$E_2$の比$\frac{E_1}{E_2}=$$\boxed{{\displaystyle }}$である。ただし、電極間に加わる電圧を$V$とする。もし、各層の誘電体の絶縁破壊の強さを$E_{1B}$及び$E_{2B}$とすれば、${\epsilon }_1\times$$\boxed{{\displaystyle }}$$>$$\boxed{{\displaystyle }}$なるときには、第$\boxed{{\displaystyle }}$層の方が先に破壊する。

（２）電力量計は、$\boxed{{\displaystyle }}$で使用される場合と計器用変成器と組み合わせて使用される場合とがある。後者の場合の$\boxed{{\displaystyle }}$誤差は、計器用変成器の合成誤差と電気計器の誤差との$\boxed{{\displaystyle }}$であり、計器用変成器の合成誤差は、計器用変成器の$\boxed{{\displaystyle }}$と$\boxed{{\displaystyle }}$による誤差を合成したものである。

（３）次の表は、左欄に示す回路の四端子定数を表したものである。空欄に適当な答を記入せよ。

解答・解説

（１）コンデンサの電界

（１）図のような平行平板の２層誘電体において、第１層及び第２層それぞれの厚みを$d_1$及び$d_2$、比誘電率を${\epsilon }_1$及び${\epsilon }_2$、抵抗率を無限大とし、また、各層における電界の強さを$E_1$及び$E_2$とすれば、$E_1=$$\frac{{\epsilon }_{2}V}{{\epsilon }_2{d}_1+{\epsilon }_1{d}_2}$、$E_1$と$E_2$の比$\frac{E_1}{E_2}=$$\frac{{\epsilon }_2}{{\epsilon }_1}$である。ただし、電極間に加わる電圧を$V$とする。もし、各層の誘電体の絶縁破壊の強さを$E_{1B}$及び$E_{2B}$とすれば、${\epsilon }_1\times$$E_{1B}$$>$${\epsilon }_2\times E_{2B}$なるときには、第２層の方が先に破壊する。

（２）電力量計

（２）電力量計は、単独で使用される場合と計器用変成器と組み合わせて使用される場合とがある。後者の場合の総合誤差は、計器用変成器の合成誤差と電気計器の誤差との和であり、計器用変成器の合成誤差は、計器用変成器の比誤差と位相角による誤差を合成したものである。

（３）四端子定数

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