電験三種過去問検索

2023年度下期機械

機械問9

変圧器の規約効率を計算する場合、巻線の抵抗値を75℃の基準温度の値に補正する。
ある変圧器の巻線の温度と抵抗値を測ったら、20℃のとき1.00 \([\Omega]\) であった。この変圧器の75℃における巻線抵抗値 \([\Omega]\) 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、巻線は銅導体であるものとし、\( T \, [^\circ\text{C}] \) と \( t \, [^\circ\text{C}] \) の抵抗値の比は、
\( (235+T) : (235+t) \)
である。

分野: 変圧器論点: 変圧器

2023年度上期機械

機械問9

定格容量50kV・Aの単相変圧器において、力率1の負荷で全負荷運転したときに、銅損が1000W、鉄損が250Wとなった。力率1を維持したまま負荷を調整し、最大効率となる条件で運転した。銅損と鉄損以外の損失は無視できるものとし、この最大効率となる条件での効率の値[%]として、最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

分野: 変圧器論点: 変圧器論点: 力率

2023年度下期機械

機械問10

電力変換装置では、各種のパワー半導体デバイスが使用されている。パワー半導体デバイスの定常的な動作に関する記述として、誤っているものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

分野: パワーエレクトロニクス論点: パワーエレクトロニクス

2023年度上期機械

機械問10

パワー半導体スイッチングデバイスとしては近年、主にIGBTとパワーMOSFETが用いられている。通常動作における両者の特性を比較した記述として、誤っているものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

分野: パワーエレクトロニクス論点: パワーエレクトロニクス

2023年度上期機械

機械問11

図に示すように、電動機が減速機と組み合わされて負荷を駆動している。このときの電動機の回転速度 \(n_m\) が \(1150 \, \text{min}^{-1}\)、トルク \(T_m\) が 100 N・m であった。減速機の減速比が8、効率が0.95のとき、負荷の回転速度 \(n_L \, [\text{min}^{-1}]\)、軸トルク \(T_L \, [\text{N}\cdot\text{m}]\) 及び軸入力 \(P_L \, [\text{kW}]\) の値として、最も近いものを組み合わせたのは次のうちどれか。

分野: 電動機制御論点: 電動機制御

2023年度下期機械

機械問11

電動機ではずみ車を加速して、運動エネルギーを蓄えることを考える。
まず、加速するための電動機のトルクを考える。加速途中の電動機の回転速度を \(N \, [\text{min}^{-1}]\) とすると、そのときの毎秒の回転速度 \(n \, [\text{s}^{-1}]\) は①式で表される。
(ア)
この回転速度 \(n \, [\text{s}^{-1}]\) から②式で角速度 \(\omega \, [\text{rad/s}]\) を求めることができる。
(イ)
このときの電動機が1秒間にする仕事、すなわち出力を \(P \, [\text{W}]\) とすると、トルク \(T \, [\text{N}\cdot\text{m}]\) は③式となる。
(ウ)
③式のトルクによってはずみ車を加速する。電動機が出力し続けて加速している間、この分のエネルギーがはずみ車に注入される。電動機に直結するはずみ車の慣性モーメントを \(I \, [\text{kg}\cdot\text{m}^2]\) として、加速が完了したときの電動機の角速度を \(\omega_0 \, [\text{rad/s}]\) とすると、このはずみ車に蓄えられている運動エネルギー \(E \, [\text{J}]\) は④式となる。
(エ)

上記の記述中の空白箇所(ア)～(エ)に当てはまる組合せとして、正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

分野: 電動機制御論点: 電動機制御

2023年度下期機械

機械問12

誘導加熱に関する記述として、誤っているものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

分野: 電熱・照明・電気化学論点: 電熱・照明

2023年度上期機械

機械問12

次の文章は、光の基本量に関する記述である。
光源の放射束のうち人の目に光として感じるエネルギーを光束といい単位には (ア) を用いる。
照度は、光を受ける面の明るさの程度を示し、1 (イ) とは被照射面積 \(1\text{m}^2\) に光束 1 (ア) が入射しているときの、その面の照度である。
光源の各方向に出ている光の強さを示すものが光度である。光度 (ウ) は、立体角 \(\omega \, [\text{sr}]\) から出る光束を \(F\) (ア) とすると \(I = \dfrac{F}{\omega}\) で示される。
物体の単位面積から発散する光束の大きさを光束発散度 \(M\) (エ) といい、ある面から発散する光束を \(F\)、その面積を \(A \, [\text{m}^2]\) とすると \(M = \dfrac{F}{A}\) で示される。
光源の発光面及び反射面の輝きの程度を示すのが輝度であり、単位には (オ) を用いる。

上記の記述中の空白箇所(ア)〜(オ)に当てはまる組合せとして、正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

分野: 電熱・照明・電気化学論点: 電熱・照明論点: 単位判定

2023年度下期機械

機械問13

図に示すようなフィードバック制御系がある。閉ループ周波数伝達関数 \( W(j\omega) = \dfrac{C(j\omega)}{R(j\omega)} \) のボード線図の折線近似ゲイン特性として、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。ただし、\(\omega\) は角周波数 \([\text{rad/s}]\) を表す。
（ブロック線図：入力 \(R(j\omega)\) -> 加え合わせ点 -> 要素 \(K\) -> 要素 \(\dfrac{1}{j\omega T}\) -> 出力 \(C(j\omega)\) -> フィードバック）

分野: 自動制御論点: 自動制御

2023年度上期機械

機械問13

図1に示す R-L 回路において、端子a, a'間に単位階段状のステップ電圧 \(v(t)\) [V] を加えたとき、抵抗 \(R\) [\(\Omega\)] に流れる電流を \(i(t)\) [A] とすると、\(i(t)\) は図2のようになった。この回路の \(R\) [\(\Omega\)]、\(L\) [H] の値及び入力をa, a'間の電圧とし、出力を \(R\) [\(\Omega\)] に流れる電流としたときの周波数伝達関数 \(G(j\omega)\) の式として、正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

図2より、\(t \to \infty\) で \(i(t) = 0.1 \, \text{A}\)、初期の接線が \(0.1 \, \text{A}\) に達する時間（時定数）は \(0.01 \, \text{s}\) である。

分野: 電動機制御論点: 電動機制御論点: 単位判定

2023年度上期機械

機械問14

次のフローチャートに従って作成したプログラムを実行したとき、印字されるA、Bの値として、正しい組合せを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

（フローチャート概要）
1. 開始
2. \(A \leftarrow 10\), \(B \leftarrow 2\)
3. ループ開始: \(A \leftarrow A + B\)
4. 判定: \(A \le 40\) ?
- YES: \(B \leftarrow B^2 + 1\) してループへ戻る
- NO: A, Bを印字して終了

分野: 論理回路・情報論点: 論理回路

2023年度下期機械

機械問14

入力信号がA, B及びC、出力信号がXの論理回路が次の真理値表を満たしているとき、Xの論理式として、正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

（真理値表）
A B C | X
0 0 0 | 1
0 0 1 | 1
0 1 0 | 1
0 1 1 | 0
1 0 0 | 1
1 0 1 | 0
1 1 0 | 0
1 1 1 | 0

分野: 論理回路・情報論点: 論理回路論点: 論理ゲート

2023年度下期機械

機械問15(a)

定格出力15kW、定格周波数60Hz、4極の三相誘導電動機があり、トルク一定の負荷を負って運転している。この電動機について、次の(a)及び(b)の問に答えよ。

定格回転速度1746 \(\text{min}^{-1}\)で運転しているときの滑り周波数の値 \([\text{Hz}]\) として、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

分野: 誘導機論点: 誘導機

2023年度上期機械

機械問15(a)

定格一次電圧3000V、定格二次電圧が3300Vの単相単巻変圧器について、次の(a)及び(b)の問に答えよ。なお、巻線のインピーダンス、鉄損は無視できるものとする。

この単相単巻変圧器の二次側に負荷を接続したところ、一次電圧は3000V、一次電流は100Aであった。この変圧器の直列巻線に流れる電流値 [A] として、最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

分野: 変圧器論点: 変圧器

2023年度下期機械

機械問15(b)

定格出力15kW、定格周波数60Hz、4極の三相誘導電動機があり、トルク一定の負荷を負って運転している。この電動機について、次の(a)及び(b)の問に答えよ。

インバータにより一次周波数制御を行って、一次周波数を40Hzとしたときの回転速度 \([\text{min}^{-1}]\) 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、滑り周波数は一次周波数にかかわらず常に一定とする。

分野: 誘導機論点: 誘導機

2023年度上期機械

機械問15(b)

定格一次電圧3000V、定格二次電圧が3300Vの単相単巻変圧器について、次の(a)及び(b)の問に答えよ。なお、巻線のインピーダンス、鉄損は無視できるものとする。

この変圧器の自己容量 [kV・A] として、最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

分野: 変圧器論点: 変圧器

2023年度下期機械

機械問16(a)

図1に示す降圧チョッパの回路は、電圧Eの直流電源、スイッチングする半導体デバイスS、ダイオードD、リアクトルL、及び抵抗Rの負荷から構成されている。また、図2には、図1の回路に示すダイオードDの電圧 \(v_D\) と負荷の電流 \(i_R\) の波形を示す。次の(a)及び(b)の問に答えよ。

降圧チョッパの回路動作に関し、図3～図5に、実線で示した回路に流れる電流のループと方向を示した三つの電流経路を考える。図2の時刻 \(t_1\) 及び時刻 \(t_2\) において、それぞれどの電流経路となるか。正しい組合せを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

分野: パワーエレクトロニクス論点: パワーエレクトロニクス論点: チョッパ回路

2023年度上期機械

機械問16(a)

図1は、単相インバータで誘導性負荷に給電する基本回路を示す。負荷電流 \(i_o\) と直流電流 \(i_d\) は図示する矢印の向きを正の方向として、次の(a)及び(b)の問に答えよ。

出力交流電圧の1周期に各パワートランジスタが1回オンオフする運転において、図2に示すように、パワートランジスタ \(S_1 \sim S_4\) のオンオフ信号波形に対して、負荷電流 \(i_o\) の正しい波形が (ア)〜(ウ)、直流電流 \(i_d\) の正しい波形が (エ)、(オ) のいずれかに示されている。その正しい波形の組合せを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

分野: 誘導機論点: 誘導機論点: トランジスタ特性

2023年度上期機械

機械問16(b)

図1は、単相インバータで誘導性負荷に給電する基本回路を示す。負荷電流 \(i_o\) と直流電流 \(i_d\) は図示する矢印の向きを正の方向として、次の(a)及び(b)の問に答えよ。

単相インバータの特徴に関する記述として、誤っているものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

分野: 誘導機論点: 誘導機論点: トランジスタ特性

2023年度下期機械

機械問16(b)

図1に示す降圧チョッパの回路は、電圧Eの直流電源、スイッチングする半導体デバイスS、ダイオードD、リアクトルL、及び抵抗Rの負荷から構成されている。また、図2には、図1の回路に示すダイオードDの電圧 \(v_D\) と負荷の電流 \(i_R\) の波形を示す。次の(a)及び(b)の問に答えよ。

電圧 \(E\) が100V、降圧チョッパの通流率が50%、負荷抵抗Rが2\(\Omega\)とする。デバイスSは周期Tの高周波でスイッチングし、リアクトルLの平滑作用により、図2に示す電流のリプル成分は十分小さいとする。電流の平均値 \(I_R \, [\text{A}]\) として、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

分野: パワーエレクトロニクス論点: パワーエレクトロニクス論点: チョッパ回路