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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。
　\(\displaystyle\eta=\frac{P_2}{P_2+P_L}\times 100\)[％]

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Posted by ちゅん