変圧器の電圧及び負荷電流が一定で周波数が低下したときの鉄損と銅損との変化の組合せ…
変圧器の電圧及び負荷電流が一定で周波数が低下したときの鉄損と銅損との変化の組合せで正しいのはどれか。鉄損 銅損
- ⑴ 減少する ― 変わらない鉄損は減少ではなく増加します。電圧一定で周波数が下がると磁束密度が増え、ヒステリシス損が増加するためです。
- ⑵ 増加する ― 変わらない磁束密度の増加によりヒステリシス損が増えて鉄損は増加し、電流が一定なので銅損は変わりません。正しい組合せです。
- ⑶ 増加する ― 減少する銅損は負荷電流の2乗と巻線抵抗で決まるため、電流が一定なら減少しません。鉄損の増加は正しい判断です。
- ⑷ 変わらない ― 減少する鉄損は変わらないのではなく増加します。銅損も電流一定なら変わりません。両方とも誤りです。
- ⑸ 変わらない ― 増加する鉄損は増加し、銅損は変化しません。この組合せは両方とも実際と異なります。
解説
正解は⑵です。電圧が一定のまま周波数が下がると、鉄心中の磁束密度は電圧を周波数で割った量に比例するので増加します。鉄損のうちヒステリシス損は周波数と磁束密度の1.6乗の積に比例するため、この条件では周波数の低下より磁束密度の増加の効果が勝って増加し、渦電流損は周波数と磁束密度の2乗の積に比例するのでほぼ変わりません。したがって鉄損全体としては増加します。一方、銅損は負荷電流の2乗と巻線抵抗の積なので、電流が一定なら変わりません。
出典：厚生労働省ホームページ（https://www.mhlw.go.jp/seisakunitsuite/bunya/kenkou_iryou/iryou/topics/tp240424-06.html）を加工して作成