電験三種 令和7年度(2025) 上期 機械 問9 過去問解説

問9 《変圧器(力率と効率)》
ある変圧器の負荷力率100 %における全負荷効率は98 %である。この変圧器の負荷力率80 %における全負荷効率[%]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。
  1. (1) 78.4
  2. (2) 81.6
  3. (3) 97.5
  4. (4) 98.4
  5. (5) 99.6
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正解は(3)
使う公式
変圧器の効率 $\eta = \dfrac{P}{P + p}$(η:効率、P:出力[W]、p:損失[W]) 出力 $P = S\cos\theta$(S:容量[V・A]、$\cos\theta$:力率)
解説
【考え方】全負荷なら、力率が変わっても損失は同じです。出力だけが変わります。 ■1 容量を1として、力率100 %のとき 出力は $P = 1 \times 1.0 = 1$ 効率98 %=0.98 なので $0.98 = \dfrac{1}{1 + p}$ $1 + p = \dfrac{1}{0.98} \fallingdotseq 1.0204$ $p \fallingdotseq 0.0204$ ■2 損失は変わらない 損失には、鉄損(電圧で決まる)と銅損(電流で決まる)があります。 全負荷なら電圧も電流も同じなので、力率80 %でも損失は0.0204のままです。 ■3 力率80 %のとき 出力は $P = 1 \times 0.8 = 0.8$ $\eta = \dfrac{0.8}{0.8 + 0.0204}$ $= \dfrac{0.8}{0.8204} \fallingdotseq 0.975$ 97.5 %です。 答えは(3)ピヨ。
出典:令和7年度(2025) 上期 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9