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直流機の構造と原理 ミニテスト【第3回】

直流機の構造と原理」のミニテスト第3回(全5問)です。

直流機の構造と原理 ミニテスト

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テストの使い方

まず自分で答えを考えてから「解答を見る」をタップしてください。間違えた問題は解説記事に戻って確認すると効果的です。

第1問

4 極の直流発電機で、波巻を重ね巻に変更した。起電力はどうなるか。

(1)1/4 倍
(2)1/2 倍
(3)変わらない
(4)2 倍
(5)4 倍

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正解:(2)1/2 倍
E = pZφN ÷(60a)で、波巻 a = 2、重ね巻 a = p = 4。
E は a に反比例するので、a が 2 → 4 に倍増すると E は 1/2 倍になります。重ね巻は並列回路が多いため電圧が低く、大電流向きです。

第2問

直流機の誘導起電力 E ∝ φN において、磁束 φ を 1.5 倍にし回転速度 N を 2/3 倍にしたとき、起電力はどうなるか。

(1)2/3 倍
(2)変わらない
(3)1.5 倍
(4)2 倍
(5)3 倍

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正解:(2)変わらない
E ∝ φN なので、
新しい E = 1.5φ × (2/3)N = 1.0 × φN
磁束の増加と回転速度の減少がちょうど打ち消し合い、起電力は変わりません。

第3問

直流機の固定子と回転子の役割について、正しい組み合わせはどれか。

(1)固定子=電機子、回転子=界磁
(2)固定子=界磁、回転子=電機子
(3)両方とも電機子
(4)両方とも界磁
(5)構造上の区別はない

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正解:(2)固定子=界磁、回転子=電機子
直流機では固定子が界磁(磁界を作る側)、回転子が電機子(起電力が発生する側)です。交流の同期機や誘導機とは配置が異なる場合があるので注意しましょう。

第4問

直流電動機の出力 P とトルク T の関係式として、正しいものはどれか。

(1)P = T ÷ ω
(2)P = ωT
(3)P = T²ω
(4)P = ω ÷ T
(5)P = T + ω

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正解:(2)P = ωT
出力 = 角速度 × トルクです。ω = 2πN/60 [rad/s] を使います。
P = EIa = ωT = (2πN/60) × T [W]
この関係は直流機だけでなく、すべての回転機に共通する基本式です。

第5問

直流発電機で、誘導起電力 E = 100 V、電機子抵抗 Ra = 0.5 Ω、電機子電流 Ia = 20 A のとき、端子電圧 [V] はどれか。

(1)80
(2)85
(3)90
(4)95
(5)110

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正解:(3)90
発電機の回路方程式:V = E − RaIa
= 100 − 0.5 × 20 = 100 − 10 = 90 V
発電機では端子電圧 V は起電力 E より低くなります。差の 10 V が電機子抵抗で消費されています。

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