第三種電気主任技術者の過去問
令和元年度（2019年）
機械 問59
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問題
第三種 電気主任技術者試験 令和元年度（2019年） 機械 問59 （訂正依頼・報告はこちら）
図は直流昇圧チョッパ回路であり、スイッチングの周期をT［s］とし、その中での動作を考える。ただし、直流電源Eの電圧をE0［V］とし、コンデンサCの容量は十分に大きく出力電圧E1［V］は一定とみなせるものとする。
半導体スイッチSがオンの期間Ton［s］では、EーリアクトルLーSーEの経路とC一負荷RーCの経路の二つで電流が流れ、このときにLに蓄えられるエネルギーが増加する。Sがオフの期間Toff［s］では、EーLーダイオードDー（CとRの並列回路）ーEの経路で電流が流れ、Lに蓄えられたエネルギーが出力側に放出される。次の問に答えよ。
この動作において、Lの磁束を増加させる電圧時間積は（ ア ）であり、磁束を減少させる電圧時間積は（ イ ）である。定常状態では、増加する磁束と減少する磁束が等しいとおけるので、入力電圧と出力電圧の関係を求めることができる。
上記の記述中の空白箇所（ア）及び（イ）に当てはまる組合せとして、正しいものを次の（ 1 ）～（ 5 ）のうちから一つ選べ。
半導体スイッチSがオンの期間Ton［s］では、EーリアクトルLーSーEの経路とC一負荷RーCの経路の二つで電流が流れ、このときにLに蓄えられるエネルギーが増加する。Sがオフの期間Toff［s］では、EーLーダイオードDー（CとRの並列回路）ーEの経路で電流が流れ、Lに蓄えられたエネルギーが出力側に放出される。次の問に答えよ。
この動作において、Lの磁束を増加させる電圧時間積は（ ア ）であり、磁束を減少させる電圧時間積は（ イ ）である。定常状態では、増加する磁束と減少する磁束が等しいとおけるので、入力電圧と出力電圧の関係を求めることができる。
上記の記述中の空白箇所（ア）及び（イ）に当てはまる組合せとして、正しいものを次の（ 1 ）～（ 5 ）のうちから一つ選べ。
- （ ア ）E0・Ton （ イ ）（E1 - E0）・Toff
- （ ア ）E0・Ton （ イ ）E1 ・Toff
- （ ア ）E0・T （ イ ）E1・Toff
- （ ア ）（E0 - E1）・Ton （ イ ）（E1 - E0）・Toff
- （ ア ）（E0 - E1）・Ton （ イ ）（E1 - E0）・T
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この過去問の解説 （2件）
01
ア、Lの磁束を増加させるのはLに電圧がかかり、Lにエネルギーが蓄えられる時です。題意よりLにエネルギーが蓄えられるのはTonの時で、E-L-S-Eの回路に電流が流れる時なのでLにかかる電圧はE0。
したがって電圧時間積はE0Ton
イ、Lの磁束を減少させるのはLに蓄えられたエネルギーが放出される時、すなわちToffの時です。
この時電流はE-L-D-CとRの並列回路-Eに流れ、Lにかかる電圧はE0-E1で表される。
したがって電圧時間積は(E0-E1)Toff
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02
（ア）
Lの磁束を増加させる電圧時間積を聞かれています。
まず時間については、Ｌが充電している時間となります。これは半導体スイッチＳがonで電源Eから直接、Ｌのみに電流が流れ続けている時間になります。つまり、Ton[s] です。
次に電圧についてですが、Ton[s]の期間中にＬに加わる電圧はEo[V] です。
従って、Lの磁束を増加させる電圧時間積は、
「Eo*Ton」
となります。
（イ）
Lの磁束を減少させる電圧時間積を聞かれています。
まず時間については、Ｌが放電している時間となります。これは半導体スイッチＳがoffで、Ｌに充電されたエネルギーが電流として放出されている時間になります。つまり、Toff[s] です。
次に電圧についてですが、Toff[s]の期間中にＬに加わる電圧はE1-Eo[V] です。
従って、Lの磁束を減少させる電圧時間積は、
「(E1-Eo)*Toff」
となります。
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