2020年度 電験3種 上期 - 機械 - 問2 2020年度 機械 問2

1. **電機子抵抗の算出:**
回転停止時は逆起電力 \(E=0\) なので、印加電圧はすべて抵抗での電圧降下になります。
\[ R_a = \dfrac{3 \, \text{V}}{1 \, \text{A}} = 3 \, \Omega \]
2. **誘導起電力の確認:**
無負荷（開放）で定格回転数のとき 15V 発生しているので、誘導起電力 \(E = 15 \, \text{V}\) です。
3. **定格運転時の端子電圧と出力:**
定格電流 \(I_a = 1 \, \text{A}\) が流れるときの端子電圧 \(V\) は、発電機なので \(V = E - I_a R_a\) です。
\[ V = 15 - 1 \times 3 = 12 \, \text{V} \]
定格出力 \(P_{out} = V I_a = 12 \times 1 = 12 \, \text{W} \)
4. **効率の計算:**
損失は銅損 \(P_{loss} = I_a^2 R_a = 1^2 \times 3 = 3 \, \text{W}\) のみです。
入力 \(P_{in} = P_{out} + P_{loss} = 12 + 3 = 15 \, \text{W}\)
効率 \(\eta = \dfrac{P_{out}}{P_{in}} \times 100 = \dfrac{12}{15} \times 100 = 80 \, \%\)