第三種電気主任技術者・2024年度 下期・機械

2024年度 下期 機械 問1

長さ ll[m] の導体を磁束密度 BB[T] の磁束の方向と直角に置き、速度 vv[m/s] で導体及び磁束に直角な方向に移動すると、導体にはフレミングの (ア) の法則により、 e=e= (イ) [V] の誘導起電力が発生する。
1極当たりの磁束が ϕ\phi [Wb]、磁極数が pp、電機子総導体数が ZZ、巻線の並列回路数が aa、電機子の直径が DD[m] なる直流機が回転速度 nn [min−1^{-1}] で回転しているとき、周辺速度は v=πDn60v=\pi D\dfrac{n}{60} [m/s] となり、直流機の正負のブラシ間には (ウ) 本の導体が (エ) に接続されるので、電機子の誘導起電力 EE は、 E=E= (オ) [V] 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。

出典:第三種電気主任技術者 2024年度 下期 機械 問1

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正答:(5)

要点

正解は(5)。導体を磁界中で動かすとフレミング右手則で起電力の向きが決まり、起電力の大きさは BlvBlv で表せます。運動方向・磁束方向・電流方向の関係を埋める基本問題です。

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磁界中を動く導体に生じる起電力の向きと大きさを、基本公式で整理する問題です。

発電機の誘導起電力の向きはフレミングの右手の法則に従います。
導体1本あたりの誘導起電力は e=Blve = Blv です。
電機子巻線の並列回路数が aa のとき、1つの並列回路(ブラシ間)にある直列導体数は、総導体数 ZZ を並列回路数 aa で割った Za\dfrac{Z}{a} 本となります。これらが直列に接続されて電圧を加算します。
直流機の誘導起電力の式は、E=pZ60aϕnE = \dfrac{pZ}{60a}\phi n となります。

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