第三種電気主任技術者・2023年度 下期・機械

2023年度 下期 機械 問9

変圧器の規約効率を計算する場合、巻線の抵抗値を75℃の基準温度の値に補正する。
ある変圧器の巻線の温度と抵抗値を測ったら、20℃のとき1.00 [Ω][\Omega] であった。この変圧器の75℃における巻線抵抗値 [Ω][\Omega] 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、巻線は銅導体であるものとし、T [∘C] T \, [^\circ\text{C}] と t [∘C] t \, [^\circ\text{C}] の抵抗値の比は、
(235+T):(235+t) (235+T) : (235+t)
である。

出典:第三種電気主任技術者 2023年度 下期 機械 問9

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正答:(3)

要点

正解は(3)。変圧器巻線抵抗は温度で変化するため、20℃の抵抗値を75℃基準へ補正します。銅の温度補正式 (235+T)/(235+t)(235+T)/(235+t) を使うことが要点です。

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この問題では、20℃で測った巻線抵抗を、75℃での値へ RT/Rt=(235+T)/(235+t)R_T/R_t=(235+T)/(235+t) で換算します。

抵抗値 Rt R_t と温度 t t の関係式 RTRt=235+T235+t \dfrac{R_{T}}{R_{t}} = \dfrac{235 + T}{235 + t} を用います。
t=20∘C t = 20^\circ\text{C} で R20=1.00 Ω R_{20} = 1.00 \, \Omega 、T=75∘C T = 75^\circ\text{C} のときの R75 R_{75} を求めます。
R75=R20×235+75235+20=1.00×310255 R_{75} = R_{20} \times \dfrac{235 + 75}{235 + 20} = 1.00 \times \dfrac{310}{255}
R75≈1.2157… R_{75} \approx 1.2157 \dots
最も近い値は 1.22 です。

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