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直流分巻発電機についての電検三種レベルの問題ですが…今年も落ちたので一人勉強に限界を感じているため、教えていただきたいです。

問題は以下の通りです。

定格出力100[kW]、定格電力220[V]の直流分巻発電機がある。この発電機の電機子巻線の抵抗は0.05[Ω]、界磁巻線の抵抗は57.5[Ω]、機械損の合計は1.8[kW]である。この発電機を定格電圧、定格出力で運転しているとき、以下の問いに答えよ。ただし、ブラシによる電圧降下、補助巻線の抵抗、界磁鉄心と電機子鉄心の鉄損及び電機子反作用による電圧降下は無視できるものとする。
(1)この発電機の誘導起電力[V]はいくらか?
(2)この発電機の効率[%]はいくらか?


解説や途中の計算式、回答も教えていただけると非常に助かります。

gooドクター

A 回答 (3件)

(1)誘導起電力を求める公式はご存知だと思いますので、そこははしょります。


ただ、電気子電流が求まらないと進みませんので、まず電気子電流を先に計算します。
「直流分巻発電機」なので、電気子電流は一部が界磁電流に使われ、出力される電流(発電における電流)はその残りです。
・電気子電流=界磁電流+出力された電流(Ia=If+I)
出力される電流は、問題文によると定格運転時のものを出せばいいので、定格出力を定格電圧で割れば定格電流(=出力される電流)が求まると思います。
それに界磁電流を足せばいいのですが、界磁巻線には定格電圧がかかっているので、オームの法則を使えば界磁電流が求まります。
上記の定格電流と界磁電流の和が電気子電流になります。
それを誘導起電力の公式に当てはめればいいだけです。

(2)効率については、効率=出力/(出力+損失)×100〔%〕
損失は銅損と固定損に分けられます。さらに固定損の内訳は、機械損・各種鉄損になります。
問題文によると鉄損は無視せよとのことなので、機械損と銅損を計算に入れればいいのですが、機械損は1.8kwとなっているので、銅損を求めます。
銅損=界磁巻線と電気子に発生した電熱なので、P=I~2*Rで計算して出します。
損失=機械損+界磁巻線の銅損+電気子の銅損
これを効率の公式に当てはめればよいかと思います。
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電験3種受験に参考になりそうなサイトが幾つか見つかりましたので次にリストします。


(すでにご存知のものも多いとは思いますが)

また左上の検索窓で電験3種、電験三種 全てのカテゴリから等として検索すれば受験対策のヒント等がつかめると思います。

http://www.jeea.or.jp/index.php
日本電気技術者協会

http://dende777.fc2web.com/index.html
電気技術者の部屋 (電気系国家資格(電気工事士・電験)を受験する人を超応援するサイト)

http://dende777.fc2web.com/shikaku/denken3/taike … (電験3種体験記)

http://www3.ocn.ne.jp/~egroup/egroup.html
あつ爺さんの ON-LINE 電気教室

http://www17.ocn.ne.jp/~naruhodo/kakomonn.htm
電験3種過去問分析(1995~2006まで12年分)

http://www.itoffice.jp/ITOFFELC3.htm
新人のための電気の基礎知識(交流回路)

http://www.ichinoseki.ac.jp/soudan/study_2.html# …
高専における学習参考情報 (電気工学 他)

http://nippon.zaidan.info/seikabutsu/2002/00397/ …
船舶の電気装備に関する技術指導 中級講習用指導書(電気計算編、他に電気機器、装備品等)

http://www9.plala.or.jp/c-hokuto/page10.html
(盤屋さんの技術講座)

http://www.geocities.jp/hiroyuki0620785/index.htm
電気の歴史イラスト館

http://wapedia.mobi/ja/Category:%E7%99%BA%E9%9B% …
wapedia 発電機のページ

http://sensr.jp/
Sensr 主要カテゴリ (。。。学問、技術、文化、。。。)
便利で実用的な機能を備えたWikipedia閲覧サービスです
http://sensr.jp/category/%E4%B8%BB%E8%A6%81%E3%8 …
(主要カテゴリ)

http://denkinyumon.web.fc2.com/
電気入門 電気系資格試験情報&電気工学サイト

http://www.ohmsha.co.jp/data/license/onepoint/de …
資格試験 合格のためのワンポイントアドバイス 電験三種 新電気編集部編

http://www.hanmoto.com/bd/isbn978-4-501-21220-9. …
電験三種 機械 平成22年度版
http://www.power-academy.jp/
http://www.atmarkit.co.jp/
http://itpro.nikkeibp.co.jp/index.html
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問題の丸投げを繰返しても、理解を深めることも自分で解く力も付きません。


例えば次のようにサーチして調べてください。
"直流分巻発電機 解説 | 説明 効率 電機子巻線抵抗 誘導起電力"

解説を見て考えれば必ず分かるはずです。
それで解いた結果をこの回答に続けて書き込んで下さい。

分からない部分がまだ残った場合、具体的にこの部分が分からないと問合せてください。

答は次のようになるはずです。
(1) 242.7V
(2) 88.5%
(計算式を書くのは簡単ですが、それでは力を付けることは出来ませんので、何回も繰返しますが自分で出来るだけ解いて下さい)
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