第三種電気主任技術者の過去問 令和元年度（2019年） 理論 問3

（ア）
磁界の強さHと電流は比例関係にあります。よって、電流が大きくなれば、磁界の強さHも大きくなり、図の横軸上を右に移動することとなります。

また、磁束密度Bと磁界の強さHの関係は下記の式で表すことができます。

B=μH

ここで、μは透磁率を表します。
よって、電流が大きくなれば磁束密度Bも大きくなるため、電流が最大のときは、特性グラフ上で最も右上の点「２」となります。

（イ）
コイルはインダクタンスLを持っており、電流が流れると逆起電力を発して電流が流れにくくなります。この電流の流れにくさをインピーダンスといいますが、コイルのリアクタンスによるインピーダンスZを求めると、次のようになります。

|Z|=2πfL

ここで、fは周波数を表します。
周波数fが小さくなると、インピーダンス|Z|も小さくなり、より多くの電流がコイルに流れることとなるので、磁束密度Bおよび磁界の強さHともに大きくなり、ヒステリシスループの面積は大きくなります。

（ウ）
コイルに流れる電流Iは、コイルのインピーダンスをZとすると、次のように求めることができます。

I=V/|Z|[A]

よって、電源電圧の実効値Vが小さくなると、電流は小さくなり、磁束密度Bおよび磁界の強さＨも小さくなるため、ヒステリシスループの面積は小さくなります。

（エ）
電流値が一定ということであれば、磁束密度Bおよび磁界の強さＨはあまり変わらないので、ヒステリシスループの面積もあまり変わりません。

正しい組み合わせは、2番です。

（ア）
コイル電流が最大のときの点は「２」です。


（イ）
次に、電源電圧実効値が一定に保たれたまま、周波数がやや低下したとき、ヒステリシスループの面積は「大きく」なります。

これは、周波数が低下するとコイルのリアクタンスが低下し、励磁電流が増加するためです。


（ウ）
一方、周波数が一定で、電源電圧実効値が低下したとき、ヒステリシスループの面積は「小さく」なります。

これは、電源電圧が低下することにより、励磁電流が小さくなるためです。


（エ）
最後に、コイル電流実効値が一定で、周波数がやや低下したとき、ヒステリシスループの面積は「あまり変わりません」。

これはコイル電流実効値が一定のためです。