電験三種過去問検索

2021年度電力

電力問17(a)

図のように、高圧配電線路と低圧単相2線式配電線路が平行に施設された設備において、1次側が高圧配電線路に接続された変圧器の2次側を低圧単相2線式配電線路のS点に接続して、A点及びB点の負荷に電力を供給している。S点における線間電圧を107V、電線1線当たりの抵抗及びリアクタンスをそれぞれ 0.32 Ω/km 及び 0.42 Ω/kmとしたとき、次の(a)及び(b)の問に答えよ。なお、計算においては各点における電圧の位相差が十分に小さいものとして適切な近似を用いること。

B点におけるS点に対する電圧降下率の値 [%] として、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。ただし、電圧降下率はB点受電端電圧基準によるものとする。

分野: 配電論点: 配電方式論点: 力率

2021年度電力

電力問17(b)

図のように、高圧配電線路と低圧単相2線式配電線路が平行に施設された設備において、1次側が高圧配電線路に接続された変圧器の2次側を低圧単相2線式配電線路のS点に接続して、A点及びB点の負荷に電力を供給している。S点における線間電圧を107V、電線1線当たりの抵抗及びリアクタンスをそれぞれ 0.32 Ω/km 及び 0.42 Ω/kmとしたとき、次の(a)及び(b)の問に答えよ。なお、計算においては各点における電圧の位相差が十分に小さいものとして適切な近似を用いること。

C点に電流20A、力率0.8（遅れ）の負荷が新設されるとき、変圧器を移動して単相2線式配電線路への接続点をS点からS'点に変更することにより、B点及びC点における線間電圧の値が等しくなるようにしたい。このときのS点からS'点への移動距離の値 [km] 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: 配電論点: 配電方式論点: 力率

2021年度機械

機械問1

次の文章は、直流電動機に関する記述である。ただし、鉄心の磁気飽和,電機子反作用,電機子抵抗やブラシの接触による電圧降下は無視できるものとする。
分巻電動機と直巻電動機はいずれも界磁電流を電機子と同一の電源から供給できる電動機である。分巻電動機において端子電圧と界磁抵抗を一定にすれば、負荷電流が増加したとき界磁磁束は (ア), トルクは負荷電流に (イ) する。直巻電動機においては負荷電流が増加したとき界磁磁束は (ウ) トルクは負荷電流の (エ) に比例する。
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: 直流機論点: 直流機

2021年度機械

機械問2

ある直流分巻電動機を端子電圧 220V,電機子電流 100Aで運転したときの出力が 18.5 kWであった。
この電動機の端子電圧と界磁抵抗とを調節して、端子電圧200V,電機子電流 110A, 回転速度 720 min\(^{-1}\) で運転する。このときの電動機の発生トルクの値 [N・m]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、ブラシの接触による電圧降下及び電機子反作用は無視でき、電機子抵抗の値は上記の二つの運転において等しく、一定であるものとする。

分野: 直流機論点: 直流機

2021年度機械

機械問3

一定電圧、一定周波数の電源で運転される三相誘導電動機の特性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

2021年度機械

機械問4

次の文章は、誘導電動機の分類における、固定子と回転子に関する事項に関する記述である。

a. 固定子の分類
三相交流を三相巻線に流すと (ア) 磁界が発生する。この磁界で運転される誘導電動機を三相誘導電動機という。一方、単相交流では (イ) 磁界が発生する。この(イ) 磁界は、正逆両方向の (ア) 磁界が合成されたものと説明される。したがって、コンデンサ始動形単相誘導電動機では、コンデンサで位相を進めた電流を始動巻線に短時間流すことによって始動トルクの発生と回転方向の決定が行われる。

b. 回転子の分類
巻線形誘導電動機では、回転子溝に巻線を納め、その巻線を (ウ) とブラシを介して外部抵抗回路に接続し、 (エ) 電流を変化させて特性制御を行う。かご形誘導電動機では、回転子溝に導体棒を納め、 (オ) に導体棒を接続する。

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: 直流機論点: 直流機

2021年度機械

機械問5

次の文章は、三相同期電動機に関する記述である。
三相同期電動機が負荷を担って回転しているとき、回転子磁極の位置と、固定子の三相巻線によって生じる回転磁界の位置との間には、トルクに応じた角度 \(\delta\) [rad] が発生する。この角度を (ア) という。
回転子が円筒形で2極の三相同期電動機の場合、トルク \(T\) [N・m] は \(\delta\) が (イ) [rad]のときに最大値になる。さらに \(\delta\) が大きくなると、トルクは減少して電動機は停止する。同期電動機が停止しない最大トルクを (ウ) という。
また、同期電動機の負荷が急変すると、\(\delta\) が変化し、新たな \(\delta'\) に落ち着こうとするが、回転子の慣性のために、\(\delta'\) を中心として周期的に変動する。これを (エ) といい、電源の電圧や周波数が変動した場合にも生じる。 (エ) を抑制するには、始動巻線も兼ねる (オ) を設けたり、はずみ車を取り付けたりする。

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: 誘導機論点: 誘導機

2021年度機械

機械問6

定格出力3000kV・A,定格電圧6000Vの星形結線三相同期発電機の同期インピーダンスが6.9\(\Omega\)のとき、百分率同期インピーダンス [%]はいくらか、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

分野: 同期機論点: 同期機

2021年度機械

機械問7

電源の電圧や周波数が一定の条件下,各種電動機では、始動電流を抑制するための種々の工夫がされている。

a. 直流分巻電動機
電機子回路に (ア) 抵抗を接続して電源電圧を加え始動電流を制限する。回転速度が上昇するに従って抵抗値を減少させる。

b. 三相かご形誘導電動機
(イ) 結線の一次巻線を (ウ) 結線に接続を変えて電源電圧を加え始動電流を制限する。回転速度が上昇すると (イ) 結線に戻す。

c. 三相巻線形誘導電動機
(エ) 回路に抵抗を接続して電源電圧を加え始動電流を制限する。回転速度が上昇するに従って抵抗値を減少させる。

d. 三相同期電動機
無負荷で始動電動機(誘導電動機や直流電動機)を用いて同期速度付近まで加速する。次に、界磁を励磁して (オ) 発電機として、三相電源との並列運転状態を実現する。そののち、始動用電動機の電源を遮断して同期電動機として運転する。

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: 直流機論点: 直流機

2021年度機械

機械問8

ブラシレスDCモータ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: 直流機論点: 直流機

2021年度機械

機械問9

定格容量 500kV・Aの三相変圧器がある。負荷力率が1.0のときの全負荷銅損が6kW であった。このときの電圧変動率の値[%]として、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。ただし、鉄損及び励磁電流は小さく無視できるものとし、簡単のために用いられる電圧変動率の近似式を利用して解答すること。

分野: 変圧器論点: 変圧器論点: 力率

2021年度機械

機械問10

巻上機によって質量1000kgの物体を毎秒0.5mの一定速度で巻き上げているときの電動機出力の値 [kW]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、機械効率は90%,ロープの質量及び加速に要する動力については考慮しないものとする。

分野: 機械総合論点: 電気機器論点: 電力と仕事率

2021年度機械

機械問11

図は昇降圧チョッパを示している。スイッチQ、ダイオードD、リアクトルL、コンデンサCを用いて、図のような向きに定めた負荷抵抗Rの電圧を制御するためのものである。これらの回路で、直流電源Eの電圧は一定とする。また、回路の時定数は、スイッチQの動作周期に対して十分に大きいものとする。回路のスイッチQの通流率とした場合、回路の定常状態での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論点: チョッパ回路

2021年度機械

機械問12

次の文章は、鉛蓄電池に関する記述である。
鉛蓄電池は、正極と負極の両極に (ア) を用いる。希硫酸を電解液として初充電すると、正極に (イ) 負極に (ウ) ができる。これを放電すると、両極とももとの (ア) に戻る。
放電すると水ができ、電解液の濃度が下がり、両極間の電圧が低下する。そこで、充電により電圧を回復させる。過充電を行うと電解液中の水が電気分解して、正極から (エ)、負極から (オ) が発生する。
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

2021年度機械

機械問13

次の文章は、図に示す抵抗R、並びにキャパシタCで構成された一次遅れ要素に関する記述である。
図の回路において、入力電圧に対する出力電圧を、一次遅れ要素の周波数伝達関数として表したとき、折れ点角周波数 \(\omega_c\) は (ア) rad/s である。ゲイン特性は、\(\omega_c\) よりも十分低い角周波数ではほぼ一定の (イ) dBであり、\(\omega_c\) よりも十分高い角周波数では、角周波数が10倍になるごとに (ウ) dB減少する直線となる。また、位相特性は、\(\omega_c\) よりも十分高い角周波数でほぼ一定の (エ) の遅れとなる。
（値：\(R=10 \Omega\), \(C=0.001 \text{ F}\)）

分野: 自動制御論点: 自動制御

2021年度機械

機械問14

2進数,10進数,16進数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: 論理回路・情報論点: 論理回路

2021年度機械

機械問15(a)

定格容量が10kV・Aで、全負荷における銅損と鉄損の比が2:1の単相変圧器がある。力率1.0の全負荷における効率が97%であるとき、次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし、定格容量とは出力側で見る値であり、鉄損と銅損以外の損失は全て無視するものとする。

全負荷における銅損は何 [W]になるか、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

2021年度機械

機械問15(b)

定格容量が10kV・Aで、全負荷における銅損と鉄損の比が2:1の単相変圧器がある。力率1.0の全負荷における効率が97%であるとき、次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし、定格容量とは出力側で見る値であり、鉄損と銅損以外の損失は全て無視するものとする。

負荷の電圧と力率が一定のまま負荷を変化させた。このとき、変圧器の効率が最大となる負荷は全負荷の何[%]か、最も近いものを (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

2021年度機械

機械問16(a)

次の文章は、単相半波ダイオード整流回路に関する記述である。

以下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(1)～(5)のうちから一つ選べ。
図1の電源電圧 \(v(t) > 0\) の期間においてダイオードDは順方向バイアスとなり導通する。\(v(t) \ge v_R(t)\) が等しくなる電源電圧 \(v(t)\) の位相を \(\omega t = \theta_m\) とすると、出力電流 \(i_d(t)\) が増加する電源電圧の位相 \(\omega t\) が \(0 < \omega t < \theta_m\) の期間においては(ア), \(\omega t = \theta_m\) 以降については(イ)となる。出力電流 \(i_d(t)\) は電源電圧 \(v(t)\) が負となっても \(v(t)=0\) の点よりも \(\omega t = \beta\) に相当する時間だけ長く流れ続ける。すなわち、Lの磁気エネルギーが (ウ) となる \(\omega t = \pi+\beta\) で出力電流 \(i_d(t)\) が0となる。出力電圧 \(v_d(t)\) の平均値 \(V_d\) は電源電圧 \(v(t)\) を 0～(エ) の区間で積分して一周期である \(2\pi\) で除して計算でき、このとき L の電圧 \(v_L(t)\) を同区間で積分すれば0となるので、\(V_d\) は抵抗Rの電圧 \(v_R(t)\) の平均値 \(V_R\) に等しくなる。

分野: 機械総合論点: 電気機器

2021年度機械

機械問16(b)

次の文章は、単相半波ダイオード整流回路に関する記述である。

小問(a)において、電源電圧の実効値100V, \(\beta=\dfrac{\pi}{6}\) のときの出力電圧 \(v_d(t)\) の平均値 \(V_d\) [V]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: 機械総合論点: 電気機器