定格容量50 kV･A の単相変圧器において，力率1 の負荷で全負荷運転したときに，銅損が1000 W，鉄損が250 W…

　250　＝　α　の2乗　×　1000 　α　の2乗　＝　0.25 　α　＝　0.5 すなわち全負荷の半分、負荷率50パーセントのときに効率が最大になります。 【手順2 そのときの出力を求める】 力率は1 を保つので 　出力　＝　0.5　×　50000　×　1 　　　　＝　25000　［W］ 【手順3 そのときの損失を求める】 　鉄損　＝　250　［W］（負荷によらず一定） 　銅損　＝　0.5　の2乗　×　1000 　　　　＝　0.25　×　1000 　　　　＝　250　［W］ 　損失の合計　＝　250　＋　250　＝　500　［W］ たしかに鉄損と銅損が等しくなっています。 【手順4 効率を求める】 　効率　＝　出力　÷　（出力　＋　損失）　×　100 　　　　＝　25000　÷　（25000　＋　500）　×　100 　　　　＝　25000　÷　25500　×　100 　　　　＝　98.04　［パーセント］ 最も近いのは 98.0 ですから、(4) が正答です。 【全負荷時と比べてみる】 全負荷のときの効率は 　50000　÷　（50000　＋　1000　＋　250）　×　100 　　＝　50000　÷　51250　×　100 　　＝　97.6　［パーセント］ 選択肢(3)の97.6 はこの値で、最大効率と取り違えると引っかかります。半分の負荷のほうが効率がよくなるのは、銅損が2乗で減るのに対し出力は1乗でしか減らないためです。 【実務上の意味】 配電用変圧器は、一日を通して見ると軽い負荷で使われる時間が長いので、全負荷より軽い負荷、おおむね半分程度で最大効率になるように鉄損と銅損の配分が設計されます。本問の数値はその典型といえます。