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第三種電気主任技術者の過去問 令和5年度(2023年)上期 機械 問3

問題

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次の文章は、三相誘導電動機の誘導起電力に関する記述である。
三相誘導電動機で固定子巻線に電流が流れると( ア )が生じ、これが回転子巻線を切るので回転子巻線に起電力が誘導され、この起電力によって回転子巻線に電流が流れることでトルクが生じる。この回転子巻線の電流によって生じる起磁力を( イ )ように固定子巻線に電流が流れる。
回転子が停止しているときは、固定子巻線に流れる電流によって生じる( ア )は、固定子巻線を切るのと同じ速さで回転子巻線を切る。このことは原理的に変圧器と同じであり、固定子巻線は変圧器の( ウ )巻線に相当し、回転子巻線は( エ )巻線に相当する。回転子巻線の各相には変圧器と同様に( エ )誘導起電力を生じる。
回転子が回転しているときは、電動機の滑りをsとすると、( エ )誘導起電力の大きさは、回転子が停止しているときの( オ )倍となる。

上記の記述中の空白箇所(ア)~(オ)に当てはまる組合せとして、正しいものを次のうちから一つ選べ。
   1 .
ア:交番磁界  イ:打ち消す   ウ:二次  エ:一次  オ:1−s
   2 .
ア:回転磁界  イ:打ち消す   ウ:一次  エ:二次  オ:1/s
   3 .
ア:回転磁界  イ:増加させる  ウ:二次  エ:一次  オ:s
   4 .
ア:交番磁界  イ:増加させる  ウ:二次  エ:一次  オ:1/s
   5 .
ア:回転磁界  イ:打ち消す   ウ:一次  エ:二次  オ:s
( 第三種 電気主任技術者試験 令和5年度(2023年)上期 機械 問3 )
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この過去問の解説 (2件)

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下記が正しい組み合わせとなります。

ア:回転磁界

イ:打ち消す

ウ:一次

エ:二次

オ:s

 

誘導電動機の仕組みを理解していることで、容易に解くことができます、

誘導電動機の原理、等価回路を含め、仕組みを理解しておきましょう。

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三相誘導電動機の誘導起電力に関する知識問題となります。

各空白箇所は以下のようになります。

 

(ア)‥回転磁界

・三相誘導電動機では三相交流電流を利用して回転する磁界を作り出します。その磁界を回転磁界といいます。なので三相誘導電動機で固定子巻線に電流が流れると回転磁界が生じます。

 

(イ)‥打ち消す

・三相誘導電動機の固定子巻線に電流(励磁電流)が流れると、回転磁界が生じ回転巻線を切ります。そうすると回転子巻線にも電流が流れトルクが生じ起磁力が発生します。これを打ち消すために固定子巻線に電流が流れます。

 

(ウ)‥一次、(エ)‥二次

三相誘導電動機と変圧器の磁束に対する変化は非常に似ております。三相誘導電動機の固定子巻線は変圧器で言えば一次巻線に相当し、回転子は二次巻線に相当します。磁束が変化すると二次巻線がそれを嫌い変化を打ち消そうと二次電流を流します。そうすると、今度は起磁力が発生するので一次巻線側で電流が流れ打ち消そうとします。この仕組みが三相誘導電動機と変圧器の共通点となります。

 

(オ)‥s

・三相誘導電動機は二次巻線(回転子)が回転するので、すべりsを考慮しなければなりません。なので二次誘導起電力はE=sfで表せます。

 

以上の事を踏まえて各選択肢を見ていきます。

選択肢5. ア:回転磁界  イ:打ち消す   ウ:一次  エ:二次  オ:s

解説の冒頭の内容と一致するので適切です。

まとめ

三相誘導電動機と変圧器の等価回路は、すべりを考慮することを除けば同じと考えることが出来ます。

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