第三種電気主任技術者(電験三種) 過去問
令和5年度(2023年)下期
問49 (機械 問7)
問題文
次の文章は、電気機器の損失に関する記述である。
a コイルの電流とコイルの抵抗によるジュール熱が( ア )であり、この損失を低減するため、コイルを構成する電線の断面積を大きくする。
交流電流が並列コイルに分かれて流れると、並列コイル間の電流不平衡からこの損失が増加する。
この損失を低減するため、並列回路を構成する各コイルの鎖交磁束と抵抗値、すなわち、各コイルのインピーダンスを等しくする。
b 鉄心に交流磁束が通ると損失が発生する。その成分は( イ )と( ウ )の二つに分類される。前者は、交流磁束によって誘導された電流が鉄心を流れてジュール熱として発生する。そこで、電気抵抗が高い強磁性材料や、表面を絶縁膜で覆った薄い鉄板を積層した積層鉄心を磁気回路に用いて、電流の経路を断つことで損失を低減する。後者は、鉄心の磁束が磁界の履歴に依存するために発生する。この( ウ )を低減するために電磁鋼板が磁気回路に広く用いられている。
c 上記の電磁気要因の損失のほか、電動機や発電機では、回転子の運動による軸受け摩擦損や冷却ファンの空気抵抗による損失などの( エ )がある。
上記の記述中の空白箇所(ア)〜(エ)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。
a コイルの電流とコイルの抵抗によるジュール熱が( ア )であり、この損失を低減するため、コイルを構成する電線の断面積を大きくする。
交流電流が並列コイルに分かれて流れると、並列コイル間の電流不平衡からこの損失が増加する。
この損失を低減するため、並列回路を構成する各コイルの鎖交磁束と抵抗値、すなわち、各コイルのインピーダンスを等しくする。
b 鉄心に交流磁束が通ると損失が発生する。その成分は( イ )と( ウ )の二つに分類される。前者は、交流磁束によって誘導された電流が鉄心を流れてジュール熱として発生する。そこで、電気抵抗が高い強磁性材料や、表面を絶縁膜で覆った薄い鉄板を積層した積層鉄心を磁気回路に用いて、電流の経路を断つことで損失を低減する。後者は、鉄心の磁束が磁界の履歴に依存するために発生する。この( ウ )を低減するために電磁鋼板が磁気回路に広く用いられている。
c 上記の電磁気要因の損失のほか、電動機や発電機では、回転子の運動による軸受け摩擦損や冷却ファンの空気抵抗による損失などの( エ )がある。
上記の記述中の空白箇所(ア)〜(エ)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。
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問題
第三種 電気主任技術者試験 令和5年度(2023年)下期 問49(機械 問7) (訂正依頼・報告はこちら)
次の文章は、電気機器の損失に関する記述である。
a コイルの電流とコイルの抵抗によるジュール熱が( ア )であり、この損失を低減するため、コイルを構成する電線の断面積を大きくする。
交流電流が並列コイルに分かれて流れると、並列コイル間の電流不平衡からこの損失が増加する。
この損失を低減するため、並列回路を構成する各コイルの鎖交磁束と抵抗値、すなわち、各コイルのインピーダンスを等しくする。
b 鉄心に交流磁束が通ると損失が発生する。その成分は( イ )と( ウ )の二つに分類される。前者は、交流磁束によって誘導された電流が鉄心を流れてジュール熱として発生する。そこで、電気抵抗が高い強磁性材料や、表面を絶縁膜で覆った薄い鉄板を積層した積層鉄心を磁気回路に用いて、電流の経路を断つことで損失を低減する。後者は、鉄心の磁束が磁界の履歴に依存するために発生する。この( ウ )を低減するために電磁鋼板が磁気回路に広く用いられている。
c 上記の電磁気要因の損失のほか、電動機や発電機では、回転子の運動による軸受け摩擦損や冷却ファンの空気抵抗による損失などの( エ )がある。
上記の記述中の空白箇所(ア)〜(エ)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。
a コイルの電流とコイルの抵抗によるジュール熱が( ア )であり、この損失を低減するため、コイルを構成する電線の断面積を大きくする。
交流電流が並列コイルに分かれて流れると、並列コイル間の電流不平衡からこの損失が増加する。
この損失を低減するため、並列回路を構成する各コイルの鎖交磁束と抵抗値、すなわち、各コイルのインピーダンスを等しくする。
b 鉄心に交流磁束が通ると損失が発生する。その成分は( イ )と( ウ )の二つに分類される。前者は、交流磁束によって誘導された電流が鉄心を流れてジュール熱として発生する。そこで、電気抵抗が高い強磁性材料や、表面を絶縁膜で覆った薄い鉄板を積層した積層鉄心を磁気回路に用いて、電流の経路を断つことで損失を低減する。後者は、鉄心の磁束が磁界の履歴に依存するために発生する。この( ウ )を低減するために電磁鋼板が磁気回路に広く用いられている。
c 上記の電磁気要因の損失のほか、電動機や発電機では、回転子の運動による軸受け摩擦損や冷却ファンの空気抵抗による損失などの( エ )がある。
上記の記述中の空白箇所(ア)〜(エ)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:銅損 イ:渦電流損 ウ:ヒステリシス損 エ:機械損
- ア:鉄損 イ:抵抗損 ウ:ヒステリシス損 エ:銅損
- ア:銅損 イ:渦電流損 ウ:インダクタンス損 エ:機械損
- ア:鉄損 イ:機械損 ウ:ヒステリシス損 エ:銅損
- ア:銅損 イ:抵抗損 ウ:インダクタンス損 エ:機械損
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この過去問の解説 (2件)
01
この問題は、電気機器に発生する損失の分類に関する穴埋め問題です。
(ア)銅損
コイルの電流とコイルの抵抗によるジュール熱により発生する損失は、
銅損です。
(イ)渦電流損
鉄心に交流磁束が通ると発生する損失は、渦電流損です。
(ウ)ヒステリシス損
鉄心の磁束が磁界の履歴に依存するために発生する損失は、
ヒステリシス損です。
(エ)機械損
電動機や発電機において、回転子の運動による軸受け摩擦損、
冷却ファンの空気抵抗による損失の総称を機械損といいます。
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02
電気機器(変圧器)の損失に関する問題です。
各空白箇所は以下のようになります。
( ア )‥銅損
・銅損は抵抗損とも呼ばれ、負荷電流によって変化します。コイルに電流を流すとコイル自体の抵抗を介すためジュール熱が発生し損失となります。鉄損とは無負荷損とも呼ばれ、負荷に関係なく鉄心中で発生する損失であり、ヒステリシス損とうず電流損で構成されています。
( イ )‥渦電流損、( ウ )‥ヒステリシス損
・鉄心に交流磁束が通り磁束が貫くと磁束の変化を妨げる方向に誘導起電力が発生します。この時に流れる電流を渦電流といい、渦電流が鉄心を流れてジュール熱が渦電流損となります。
・ヒステリシス損は鉄心は一度磁化されるとその磁束を維持しようと依存するために発生する損失です。
( エ )‥機械損
・電動機や発電機では、回転子の運動による軸受け摩擦損や冷却ファンの空気抵抗があるため損失が発生します。その損失を機械損と呼びます。
こちらが適切な解答となります。
変圧器の損失に関する問題は頻出していますので、各損失については詳しく学習することをお薦め致します。
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