2017年度 機械 問1

直流電動機の等価回路定数を求める。
始動時は逆起電力が0であるため、電源電圧 $V$ と始動電流 $I_s$ から電機子抵抗 $R_a$ が求められる。
$$R_a = \dfrac{V}{I_s} = \dfrac{12}{4} = 3 \, [\Omega]$$

定格運転時の電流 $I_n = 1 \, \text{A}$ であるため、このときの銅損 $P_c$ は以下のようになる。
$$P_c = I_n^2 R_a = 1^2 \times 3 = 3 \, [\text{W}]$$

定格入力 $P_{in}$ は、
$$P_{in} = V I_n = 12 \times 1 = 12 \, [\text{W}]$$

出力 $P_{out}$ は入力から損失を引いたものである。
$$P_{out} = P_{in} - P_c = 12 - 3 = 9 \, [\text{W}]$$

効率 $\eta$ は、
$$\eta = \dfrac{P_{out}}{P_{in}} \times 100 = \dfrac{9}{12} \times 100 = 75 \, [\%]$$