2021年度 機械 問1

正解は(1)です。
直流電動機の特性に関する問題です。
・分巻電動機: 界磁回路と電機子回路が並列に接続されています。端子電圧と界磁抵抗が一定であれば、界磁電流は一定となり、界磁磁束 $\phi$ も (ア) 一定 となります。トルク $T$ は $T = k\phi I_a$ で表され、$\phi$ が一定のため、トルクは負荷電流（電機子電流 $I_a$）に (イ) 比例 します。
・直巻電動機: 界磁回路と電機子回路が直列に接続されています。負荷電流が増加すると界磁電流も増加するため、界磁磁束は (ウ) 増加 します（磁気飽和を無視する場合、$\phi \propto I_a$）。トルク $T = k\phi I_a$ において $\phi \propto I_a$ であるため、トルクは負荷電流の (エ) 2乗 に比例します（$T \propto I_a^2$）。
以上より、選択肢(1)が正解です。