問題を探す

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

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17(a)

（選択問題：問17又は問18のどちらかを選んで解答）
どの方向にも光度が等しい均等放射の点光源がある。この点光源の全光束は 15000 lm である。この点光源二つ（A及びB）を屋外で図のように配置した。地面から点光源までの高さはいずれも4mであり、AとBとの距離は6mである。次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし、考える空間には、A及びB以外に光源はなく、地面や周囲などからの反射光の影響もないものとする。

図において、点光源Aのみを点灯した。Aの直下の地面A'点における水平面照度の値 \([\text{lx}]\) 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: 電熱・照明・電気化学 論点: 電熱・照明論点: 照度

2023年度 上期 機械

機械 問17(a)

（選択問題）熱伝導について、次の(a)及び(b)の問に答えよ。
断面積が \(2 \, \text{m}^2\)、厚さが 30 cm、熱伝導率が \(1.6 \, \text{W}/(\text{m}\cdot\text{K})\) の両表面間に温度差がある壁がある。ただし、熱流は厚さ方向のみの一次元とする。

この壁の厚さ方向の熱抵抗 \(R\) の値 [K/W] に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

2023年度 上期 機械

機械 問17(b)

（選択問題）熱伝導について、次の(a)及び(b)の問に答えよ。
断面積が \(2 \, \text{m}^2\)、厚さが 30 cm、熱伝導率が \(1.6 \, \text{W}/(\text{m}\cdot\text{K})\) の両表面間に温度差がある壁がある。ただし、熱流は厚さ方向のみの一次元とする。

この壁の低温側の温度 \(t_2\) が \(20^\circ\text{C}\) のとき、この壁の熱流が 100 W であった。このとき、この壁の高温側の温度 \(t_1\) の値 [\(^\circ\text{C}\)] に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

2023年度 下期 機械

機械 問17(b)

（選択問題：問17又は問18のどちらかを選んで解答）
どの方向にも光度が等しい均等放射の点光源がある。この点光源の全光束は 15000 lm である。この点光源二つ（A及びB）を屋外で図のように配置した。地面から点光源までの高さはいずれも4mであり、AとBとの距離は6mである。次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし、考える空間には、A及びB以外に光源はなく、地面や周囲などからの反射光の影響もないものとする。

図において、点光源Aを点灯させたまま、点光源Bも点灯した。このとき、地面C点（A'とB'の中間点）における水平面照度の値 \([\text{lx}]\) 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: 電熱・照明・電気化学 論点: 電熱・照明論点: 照度

2023年度 下期 機械

機械 問18(a)

（選択問題：問17又は問18のどちらかを選んで解答）
図1は、調節計の演算回路などによく用いられるブロック線図を示す。次の(a)及び(b)の問に答えよ。

図2は、図1のブロック \(G_1(j\omega)\) の詳細を示し、静電容量 \(C \, [\text{F}]\) と抵抗 \(R \, [\Omega]\) からなる回路を示す。この回路の入力量 \(V_1(j\omega)\) に対する出力量 \(V_2(j\omega)\) の周波数伝達関数 \(G_1(j\omega) = \dfrac{V_2(j\omega)}{V_1(j\omega)}\) を表す式として、正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

分野: 自動制御 論点: 自動制御

2023年度 上期 機械

機械 問18(a)

（選択問題）図は、マイクロプロセッサの動作クロックを示す。マイクロプロセッサは動作クロックと呼ばれるパルス信号に同期して処理を行う。また、マイクロプロセッサが1命令当たりに使用する平均クロック数をCPIと呼ぶ。1クロックの周期 \(T\) [s] をサイクルタイム、1秒当たりの動作クロック数 \(f\) を動作周波数と呼ぶ。

次の(a)及び(b)の問に答えよ。

2.5 GHz の動作クロックを使用するマイクロプロセッサのサイクルタイムの値 [ns] として、正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

分野: 機械総合 論点: 電気機器

2023年度 上期 機械

機械 問18(b)

（選択問題）図は、マイクロプロセッサの動作クロックを示す。マイクロプロセッサは動作クロックと呼ばれるパルス信号に同期して処理を行う。また、マイクロプロセッサが1命令当たりに使用する平均クロック数をCPIと呼ぶ。1クロックの周期 \(T\) [s] をサイクルタイム、1秒当たりの動作クロック数 \(f\) を動作周波数と呼ぶ。

次の(a)及び(b)の問に答えよ。

CPI=4 のマイクロプロセッサにおいて1命令当たりの平均実行時間が 0.02 \(\mu\text{s}\) であった。このマイクロプロセッサの動作周波数の値 [MHz] として、正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

分野: 機械総合 論点: 電気機器

2023年度 下期 機械

機械 問18(b)

（選択問題：問17又は問18のどちらかを選んで解答）
図1は、調節計の演算回路などによく用いられるブロック線図を示す。次の(a)及び(b)の問に答えよ。

図1のブロック線図において、閉ループ周波数伝達関数 \(G(j\omega) = \dfrac{X(j\omega)}{Y(j\omega)}\) で、ゲイン \(K\) が非常に大きな場合の近似式として、正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
なお、この近似式が成立する場合、この演算回路は比例プラス積分要素と呼ばれる。

分野: 自動制御 論点: 自動制御

2022年度 下期 機械

機械 問1

直流機の構造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

2022年度 上期 機械

機械 問1

次の文章は、直流電動機の運転に関する記述である。

分巻電動機では始動時の過電流を防止するために始動抵抗が (ア) 回路に直列に接続されている。

直流電動機の速度制御法には界磁制御法・抵抗制御法・電圧制御法がある。静止レオナード方式は (イ) 制御法の一種であり、主に他励電動機に用いられ、広範囲の速度制御ができるという利点がある。

直流電動機の回転の向きを変えることを逆転といい、一般的には、応答が速い (ウ) 電流の向きを変える方法が用いられている。

電車が勾配を下るような場合に、電動機を発電機として運転し、電車のもつ運動エネルギーを電源に送り返す方法を (エ) 制動という。

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

2022年度 上期 機械

機械 問2

\(\Delta\)結線された三相誘導電動機がある。この電動機に対し、結線の状態で拘束試験を実施したところ、下表の結果が得られた。この電動機をY結線に切り替え、220Vの三相交流電源に接続して始動するときの始動電流の値 [A] として、最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。ただし、磁気飽和による漏れリアクタンスの低下は無視できるものとする。

| 一次電圧(線間電圧) | 43.0 V |
| :--- | :--- |
| **一次電流(線電流)** | **9.00 A** |

分野: 誘導機 論点: 誘導機

2022年度 下期 機械

機械 問2

三相誘導電動機が滑り 2.5%で運転している。このとき、電動機の二次銅損が188 W であるとすると、電動機の軸出力 [kW] 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、機械損は0.2kWとし、負荷に無関係に一定とする。

分野: 誘導機 論点: 誘導機

2022年度 上期 機械

機械 問3

次の文章は、三相巻線形誘導電動機の構造に関する記述である。

三相巻線形誘導電動機は、 (ア) を作る固定子と回転する部分の巻線形回転子で構成される。
固定子は、 (イ) を円形又は扇形にスロットとともに打ち抜いて、必要な枚数積み重ねて積層鉄心を構成し、その内側に設けられたスロットに巻線を納め、結線して三相巻線とすることにより作られる。

一方、巻線形回転子は、積層鉄心を構成し、その外側に設けられたスロットに巻線を納め、結線して三相巻線とすることにより作られる。始動時には高い電圧にさらされることや、大きな電流が流れることがあるので、回転子の巻線には、耐熱性や絶縁性に優れた絶縁電線が用いられる。一般的に、小出力用では、ホルマール線や (ウ) などの丸線が、大出力用では、 (エ) の平角銅線が用いられる。三相巻線は、軸上に絶縁して設けた3個のスリップリングに接続し、ブラシを通して外部(静止部)の端子に接続されている。この端子に可変抵抗器を接続することにより、 (オ) を改善したり、速度制御をすることができる。

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

2022年度 下期 機械

機械 問3

次の文章は、三相誘導電動機の構造に関する記述である。

三相誘導電動機は、 (ア) 磁界を作る固定子及び回転する回転子からなる。
回転子は、 (イ) 回転子と (ウ) 回転子との2種類に分類される。
(ウ) 回転子では、回転子溝に導体を納めてその両端が (エ) で接続される。
(イ) 回転子では、二次電流を (オ) ブラシを通じて外部回路に流すことができる。

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

2022年度 上期 機械

機械 問4

次の文章は、三相同期発電機の並行運転に関する記述である。

ある母線に同期発電機を接続して運転しているとき、同じ母線に同期発電機Bを並列に接続するには、同期発電機A, Bの (ア) の大きさが等しくそれらの位相が一致していることが必要である。 (ア) の大きさを等しくするにはBの (イ) 電流を、位相を一致させるにはBの原動機の (ウ) を調整する。位相が一致しているかどうかの確認には (エ) が用いられる。
並行運転中に両発電機間で (ア) の位相が等しく大きさが異なるとき、両発電機間を (オ) 横流が循環する。これは電機子巻線の抵抗損を増加させ、巻線を加熱させる原因となる。

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

2022年度 下期 機械

機械 問4

次の文章は、三相同期電動機の位相特性に関する記述である。
図は三相同期電動機の位相特性曲線(V曲線)の一例である。同期電動機は、界磁電流を変えると、電機子電流の端子電圧に対する位相が変わり、さらに、電機子電流の大きさも変わる。図の曲線の最低点は力率が1となる点で、図の破線より右側は (ア) 電流,左側は (イ) 電流の範囲となる。また、電動機の出力を大きくするにつれて、曲線は (ウ) →B→ (エ) の順に変化する。
この位相特性を利用して、三相同期電動機を需要家機器と並列に接続して無負荷運転し、需要家機器の端子電圧を調整することができる。このような目的で用いる三相同期電動機を (オ) という。

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: 直流機論点: 力率

2022年度 下期 機械

機械 問5

定格出力 8000kV・A,定格電圧6600Vの三相同期発電機がある。この発電機の同期インピーダンスが4.73 \(\Omega\) のとき、短絡比の値として、最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

分野: 同期機 論点: 同期機論点: 短絡

2022年度 上期 機械

機械 問5

定格出力 1500kV・A, 定格電圧 3300V の三相同期発電機がある。無負荷時に定格電圧となる界磁電流に対する三相短絡電流(持続短絡電流)は、310Aであった。この同期発電機の短絡比の値として、最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

分野: 同期機 論点: 同期機論点: 短絡