第一種電気工事士 過去問
令和6年度(2024年)
問11 (一般問題 問11)

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問題

第一種 電気工事士試験 令和6年度(2024年) 問11(一般問題 問11) (訂正依頼・報告はこちら)

変圧器の損失に関する記述として、誤っているものは。
  • 銅損と鉄損が等しいときに変圧器の効率が最大となる。
  • 無負荷損の大部分は鉄損である。
  • 鉄損にはヒステリシス損と渦電流損がある。
  • 負荷電流が2倍になれば銅損は2倍になる。

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この過去問の解説 (1件)

01

変圧器の損失に関する記述について、誤ったものを選ぶ問題です。変圧器の損失は主に銅損鉄損から成り立っています。銅損は負荷電流に比例し、鉄損は主に無負荷状態で発生し、鉄心に依存しています。ここでは、それぞれの損失に関する誤った記述を確認します。

選択肢1. 銅損と鉄損が等しいときに変圧器の効率が最大となる。

変圧器の効率は出力電力と入力電力の比率で表されます。銅損は負荷電流の2乗に比例し、鉄損は電圧にほぼ比例するため、負荷が大きくなるにつれて銅損が支配的になります。銅損と鉄損が等しいとき、効率は最大になります。この記述は正しいです。

選択肢2. 無負荷損の大部分は鉄損である。

無負荷損は、変圧器に負荷が接続されていないときに発生する損失です。無負荷損の大部分は、鉄心中のヒステリシス損と渦電流損である鉄損によって占められます。この記述は正しいです。

選択肢3. 鉄損にはヒステリシス損と渦電流損がある。

鉄損は、ヒステリシス損と渦電流損の2つの要素で構成されます。 
ヒステリシス損: 変圧器の動作中に磁場の向きが繰り返し反転することで発生する損失です。 
渦電流損: 鉄心中に誘導される渦電流によって発生する損失です。
この記述は正しいです。

選択肢4. 負荷電流が2倍になれば銅損は2倍になる。

銅損は負荷電流の2乗に比例します。したがって、負荷電流が2倍になると、銅損は4倍になります。この記述は誤りです。

まとめ

負荷電流が2倍になると、銅損は4倍になります。その他の選択肢は正しいこの問題では、変圧器の効率や損失に関する理解が問われています。変圧器には、負荷がかかっていないときの無負荷損や、負荷がかかることによって発生する銅損があり、それぞれに関する理論的な知識が必要です。特に銅損は負荷電流の2乗に比例するという重要な特徴を理解しておく必要があります。

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