界磁に永久磁石を用いた小形直流電動機があり,電源電圧は定格の12 V,回転を始める前の静止状態における始動電流は4 A,…

機械 第2問

界磁に永久磁石を用いた小形直流電動機があり,電源電圧は定格の12 V,回転を始める前の静止状態における始動電流は4 A,定格回転数における定格電流は1 A である。定格運転時の効率の値[%]として,最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。ただし,ブラシによる電圧降下及び電機子反作用は無視できるものとし,損失は電機子巻線による銅損しか存在しないものとする。

正答 (2)
正答は (2)。 静止しているときは逆起電力が0なので、電源電圧はすべて電機子抵抗 Rₐ にかかります。 Rₐ = 12÷4 = 3[Ω] 定格運転時(電流1 A)の損失は電機子銅損だけなので、 銅損 = 1²×3 = 3[W] 入力 = 12×1 = 12[W] 出力 = 12-3 = 9[W] 効率は η = 9÷12×100 = 75[%] となり、(2) です。 【別の見方】 定格運転時の逆起電力は E=12-1×3=9 V です。損失が銅損だけなら、効率は E/V=9/12=75% と同じ値になります。 【注意点】 始動電流は逆起電力がないときの電流なので、電機子抵抗を求める手がかりになります。

出典:令和7年度上期第三種電気主任技術者 機械科目 問2(一般財団法人 電気技術者試験センター 公表)出典元ページ

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