電験三種 平成25年度(2013) 機械 問15(b) 過去問解説
定格容量10[kV・A]，定格一次電圧1 000[V]，定格二次電圧100[V]の単相変圧器で無負荷試験及び短絡試験を実施した。高圧側の回路を開放して低圧側の回路に定格電圧を加えたところ，電力計の指示は80[W]であった。次に，低圧側の回路を短絡して高圧側の回路にインピーダンス電圧を加えて定格電流を流したところ，電力計の指示は120[W]であった。
(b) 力率 $\cos\phi = 1$ の定格運転時の効率[%]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。
- (1) 95
- (2) 96
- (3) 97
- (4) 98
- (5) 99
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正解は(4)
使う公式
効率 $\eta = \dfrac{\text{出力}}{\text{出力} + \text{鉄損} + \text{銅損}} \times 100$
解説
【考え方】効率は「出力 ÷（出力＋損失）」です。損失は鉄損と銅損の2つです。
■1 損失を整理する
無負荷試験の 80 W は鉄損（鉄心で失われる電力）です。
短絡試験の 120 W は、定格のときの銅損（巻線で失われる電力）です。
■2 出力
力率1の定格運転なので、
$10\,\mathrm{kV \cdot A} \times 1 = 10\,000\,\mathrm{W}$
■3 効率
$\eta = \dfrac{10\,000}{10\,000 + 80 + 120} \times 100$
$= \dfrac{10\,000}{10\,200} \times 100 \fallingdotseq 98\,\%$
答えは(4)ピヨ。
出典：平成25年度（2013） 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15(b)