電験三種 平成24年度(2012) 機械 問2 過去問解説
直流他励電動機の電機子回路に直列抵抗 0.8[Ω]を接続して電圧 120[V]の直流電源で始動したところ，始動直後の電機子電流は 120[A]であった。電機子電流が 40[A]になったところで直列抵抗を 0.3[Ω]に切り換えた。インダクタンスが無視でき，電流が瞬時に変化するものとして，切換え直後の電機子電流[A]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，切換え時に電動機の回転速度は変化しないものとする。また，ブラシによる電圧降下及び電機子反作用はないものとし，電源電圧及び界磁電流は一定とする。
- (1) 60
- (2) 80
- (3) 107
- (4) 133
- (5) 240
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正解は(2)
使う公式
直流電動機の電圧の式 $V = E + RI$（V：電源の電圧[V]、E：逆起電力（回って生まれる電圧）[V]、R：電機子回路の抵抗の合計[Ω]、I：電機子電流[A]）
解説
【考え方】回り始めると、電動機は電源と反対向きの電圧 E を生みます。E は回転速度で決まるので、抵抗を切りかえた瞬間は変わりません。
■1 電機子の抵抗を出す
始動の直後は止まっているので、E は 0 です。
回路全体の抵抗 $R = \dfrac{120}{120} = 1\,\Omega$
電機子の抵抗 $r_{\mathrm{a}} = 1 - 0.8 = 0.2\,\Omega$
■2 40 A のときの E
$E = 120 - 1 \times 40 = 80\,\mathrm{V}$
■3 切りかえた直後の電流
回転速度は変わらないので、E は 80 V のままです。
抵抗の合計は $0.3 + 0.2 = 0.5\,\Omega$ です。
$I = \dfrac{120 - 80}{0.5} = 80\,\mathrm{A}$
答えは(2)ピヨ。
始動の直後は止まっているので、E は 0 です。
回路全体の抵抗 $R = \dfrac{120}{120} = 1\,\Omega$
電機子の抵抗 $r_{\mathrm{a}} = 1 - 0.8 = 0.2\,\Omega$
■2 40 A のときの E
$E = 120 - 1 \times 40 = 80\,\mathrm{V}$
■3 切りかえた直後の電流
回転速度は変わらないので、E は 80 V のままです。
抵抗の合計は $0.3 + 0.2 = 0.5\,\Omega$ です。
$I = \dfrac{120 - 80}{0.5} = 80\,\mathrm{A}$
答えは(2)ピヨ。
出典：平成24年度（2012） 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2