電験三種 令和4年度(2022) 下期 機械 問8 過去問解説

問8 《変圧器(無負荷損)》
単相変圧器がある。定格二次電圧200 Vにおいて,二次電流が250 Aのときの全損失が1 525 Wであり,同様に二次電圧200 Vにおいて,二次電流が150 Aのときの全損失が1 125 Wであった。この変圧器の無負荷損の値[W]として,最も近いものを(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
  1. (1) 400
  2. (2) 525
  3. (3) 576
  4. (4) 900
  5. (5) 1 000
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正解は(4)
使う公式
全損失 $P = P_{\mathrm{i}} + kI^2$($P_{\mathrm{i}}$:無負荷損[W](電流によらず一定)、$kI^2$:負荷損[W](電流の2乗に比例)、I:二次電流[A])
解説
【考え方】全損失=「変わらない無負荷損」+「電流の2乗に比例する負荷損」です。2つの式を作って引き算します。 ■1 数字を整理する 250 A のとき 全損失 1 525 W 150 A のとき 全損失 1 125 W (電圧はどちらも 200 V なので、無負荷損は同じです。) ■2 式を2つ作る $P_{\mathrm{i}} + k \times 250^2 = 1525$ $P_{\mathrm{i}} + k \times 150^2 = 1125$ ■3 引き算して k を出す 上の式から下の式を引くと、$P_{\mathrm{i}}$ が消えます。$250^2 = 62\,500$、$150^2 = 22\,500$ です。 $k \times (62\,500 - 22\,500) = 1525 - 1125$ $k \times 40\,000 = 400$ $k = 0.01$ ■4 無負荷損を出す 1つ目の式に $k = 0.01$ を入れます。 $P_{\mathrm{i}} = 1525 - 0.01 \times 62\,500$ $= 1525 - 625 = 900\,\mathrm{W}$ 答えは(4)ピヨ。
出典:令和4年度(2022) 下期 第三種電気主任技術者試験(電気技術者試験センター)機械 問8