電験3種 H29年機械問1解説 直流電動機

電験三種、H29年度機械問1の解説動画を投稿しました。

今回も、文字で補足しつつ説明します。

電験3種合格講座 H29年機械問1解説

問題の概要

問題はこちらになります。直流電動機に関する問題です。

電動機には、他に誘導電動機や同期電動機がよく出題されますが、

直流電動機は、考え方や解き方についてそれらの基礎になるといえます。

また、出題頻度は比較的多く、難易度は比較的簡単です。

ぜひ理解し、解けるようにしておくべき問題です。

ポイント:等価回路

この問題のポイントは、等価回路を書くことです。

直流電動機は、他励、直巻、分巻が電験3種ではよく出題されます。

他励は、この問題の等価回路と同じなので後ほど説明します。

直巻は、界磁巻線と電機子回路が直列になっています。

また、分巻は、界磁巻線と電機子回路が並列になっています。

直流電動機の問題は、この等価回路を書くことができるかが鍵となります。

他励の等価回路

この問題の等価回路は、界磁に永久磁石を用いていることから、

このような等価回路となります。他励の等価回路ですね。

静止時

静止時は誘導起電力が0になります。

これを利用すると、単純にオームの法則から電機子抵抗が求められます。

12V÷4A=3Ω ですね。簡単です。

運転時

同じように、運転時についても等価回路から計算します。

抵抗は、静止時の計算からわかっています。3Ωです。

そして、電流が1Aであるため、電機子抵抗での電圧降下は、3Vです。

つまり、運転時の誘導起電力は、12V – 9V = 3Vとなります。

これに基づき、電気的な入力と電動機の出力電力が求められますね。

入力:12V×1A=12W 出力:9V×1A=9W

最後に、効率を求めます。出力÷入力ですね。

答えは、75%になりました。

まとめ

以上です。直流電動機の基本に関する問題でした。

この問題は、中でも基礎となるレベルの問題であり、非常に簡単です。

電気機器の問題に共通して言えることですが、等価回路を覚えましょう。

等価回路さえ覚えてしまえば、簡単な電気回路の計算で解くことができます。

コメント