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電験2種過去問【2018年機械 問5】

2022年8月23日

【変圧器】変圧器の損失及び効率《空所問題》

次の文章は、変圧器の損失及び効率に関する記述である。文中の\fbox{空所欄}に当てはまる最も適切なものを解答群の中から選べ。
 変圧器の全損失は無負荷損と負荷損の和で表される。無負荷損は変圧器の二次側を開放し、一次側に定格周波数、定格電圧を加えた無負荷試験において、一次側への入力電力を測定することにより得られる。無負荷損は\fbox{(1)}であると考えられる。\fbox{(1)}は磁界の交番により生じる損失であり、磁束密度が同一のとき、周波数にほぼ比例する\fbox{(2)}と周波数の2乗にほぼ比例する\fbox{(3)}とに分類される。
 一方、負荷損は、二次側を短絡し、一次側に定格周波数の定格電流を流した短絡試験において、一次側への入力電力を測定することにより得られる。負荷損を測定したときの電圧は\fbox{(4)}とも呼ぶ。
 変圧器の効率\etaは、二次出力P_2の一次入力P_1に対する比で表される。一次入力は二次出力と全損失P_Lの和で表されるから、全損失を測定又は算定すれば次式で効率が求められる。これを\fbox{(5)}効率という。
 \displaystyle\eta=\frac{P_2}{P_2+P_L}\times 100[%]

[問5の解答群]

\small{\begin{array}{ccc} (イ)&標準&(ロ)&漂遊負荷損&(ハ)&定格電圧\\ (ニ)&銅損&(ホ)&鉄損&(ヘ)&規約\\ (ト)&理論&(チ)&基準&(リ)&誘電損\\ (ヌ)&渦電流損&(ル)&風損&(ヲ)&機械損\\ (ワ)&ヒステリシス損&(カ)&インピーダンス損&(ヨ)&開放電圧\\ \end{array}}

解答と解説はこちら

解答

\small{\begin{array}{cc} \hline(1)&(ホ)&鉄損\\ \hline(2)&(ワ)&ヒステリシス損\\ \hline(3)&(ヌ)&渦電流損\\ \hline(4)&(カ)&インピーダンス損\\ \hline(5)&(ヘ)&規約\\ \hline\end{array}}

解説

 変圧器の全損失は無負荷損と負荷損の和で表される。無負荷損は変圧器の二次側を開放し、一次側に定格周波数、定格電圧を加えた無負荷試験において、一次側への入力電力を測定することにより得られる。無負荷損は\fbox{(ホ)鉄損}であると考えられる。\fbox{(ホ)鉄損}は磁界の交番により生じる損失であり、磁束密度が同一のとき、周波数にほぼ比例する\fbox{(ワ)ヒステリシス損}と周波数の2乗にほぼ比例する\fbox{(ヌ)渦電流損}とに分類される。
 一方、負荷損は、二次側を短絡し、一次側に定格周波数の定格電流を流した短絡試験において、一次側への入力電力を測定することにより得られる。負荷損を測定したときの電圧は\fbox{(カ)インピーダンス損}とも呼ぶ。
 変圧器の効率\etaは、二次出力P_2の一次入力P_1に対する比で表される。一次入力は二次出力と全損失P_Lの和で表されるから、全損失を測定又は算定すれば次式で効率が求められる。これを\fbox{(ヘ)規約}効率という。
 \displaystyle\eta=\frac{P_2}{P_2+P_L}\times 100[%]