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過去問AI
第三種電気主任技術者令和6年度 上期機械問 1

令和6年度 上期 第三種電気主任技術者 機械 問1

機械#機械
難度標準

次の文章は、直流機に関する記述である。

直流機では固定子と回転子の間で直流電力と機械動力の変換が行われる。この変換を担う機構の一種にブラシと整流子とがあり、これらを用いた直流機では通常、界磁巻線に直流の界磁電流を流し、(ア)を回転子とする。

このブラシと整流子を用いる直流機では、電機子反作用への対策として補償巻線や補極が設けられる。ブラシと整流子を用いる場合には、補極や補償巻線を設けないと、電機子反作用によって、固定子から見た(イ)中性軸の位置が変化するために、これに合わせてブラシを移動しない限りブラシと整流子片との間に(ウ)が生じて整流子片を損傷するおそれがある。なお、小形機では、補償巻線と補極のうち(エ)が一般的に用いられる。

上記の記述中の空白箇所(ア)〜(エ)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。

選択肢

解説

結論 → 詳細 → 補足 の 3 層構成

展開
結論Layer 1

直流機ではブラシと整流子を介して外部回路と接続される巻線が電機子であり、これが回転子となる（界磁巻線は通常固定子側にあり直流の界磁電流を流して磁束をつくる）。

詳細Layer 2
展開

したがって(ア)は「電機子」。

電機子反作用は電機子電流がつくる磁束が主磁束と重畳することで生じ、磁束分布が偏ることで磁束密度がゼロとなる位置（中性軸）が幾何学的な中性軸の位置からずれる。この磁束的・電気的な条件で決まる中性軸を「電気的中性軸」と呼び、機械的な位置関係のみで決まる「幾何学的中性軸」と区別する。ブラシは整流のタイミングを合わせるため電気的中性軸に沿って設置される必要があるため、(イ)は「電気的」。

ブラシ位置を電気的中性軸の移動に合わせて調整しない場合、整流中のコイルに起電力が残った状態で短絡・遮断が行われ、ブラシと整流子片の間にアークすなわち「火花」が発生し整流子片を損傷する。したがって(ウ)は「火花」。

補償巻線は電機子巻線と直列に接続し電機子起磁力を主極面全体でほぼ完全に打ち消す構造で、コストと構造が複雑になるため主に大容量機に用いられる。一方、補極は整流に必要な局所的な起磁力補正のみを主極と主極の中間（幾何学的中性軸上）に設ける小磁極の方式で、構造が単純安価なため小形機で一般的に用いられる。したがって(エ)は「補極」。

以上より正しい組合せは(ア)電機子(イ)電気的(ウ)火花(エ)補極であり、選択肢(5)が正解。

各選択肢の解説

(1)

(ア)界磁 (イ)電気的 (ウ)火花 (エ)補償巻線

(ア)界磁が誤り。ブラシと整流子を持つ通常の直流機で回転するのは電機子である。(イ)電気的と(ウ)火花は正しいが、(エ)も補償巻線ではなく小形機で一般的な補極が正しい。

(2)

(ア)界磁 (イ)幾何学的 (ウ)応力 (エ)補極

(ア)「界磁」、(イ)「幾何学的」、(ウ)「応力」がいずれも誤り。回転子となるのは電機子であり、電機子反作用で移動するのは電気的中性軸（機械的位置で固定される幾何学的中性軸ではない）、ブラシ位置がずれた場合に生じる損傷原因は機械的な応力ではなく整流不良による火花である。(エ)補極だけは小形機に適した正しい語である。

(3)

(ア)電機子 (イ)幾何学的 (ウ)応力 (エ)補償巻線

(ア)「電機子」は正しいが、(イ)「幾何学的」、(ウ)「応力」が誤り。電機子反作用で位置が変化するのは電気的中性軸であり、整流子片の損傷は火花（アーク）によるものである。さらに(エ)補償巻線も誤りで、小形機には通常補極を用いる。

(4)

(ア)電機子 (イ)電気的 (ウ)火花 (エ)補償巻線

(ア)(イ)(ウ)はいずれも正しいが、(エ)「補償巻線」が誤り。小形機では構造が単純で安価な補極が一般的に用いられ、補償巻線は主に大容量機で採用される。

(5)

(ア)電機子 (イ)電気的 (ウ)火花 (エ)補極

(ア)電機子、(イ)電気的、(ウ)火花、(エ)補極のすべてが直流機の一般的な構造・現象と整合しており、公式解答どおり正しい組合せである。

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AI生成

解説は公式の問題文・公式解答を基に作成しています。 事実誤認・選択肢の取り違え・最新法令の反映漏れ等を含む可能性があるため、 重要な判断は必ずリンク先の公式資料でご確認ください。

最終更新:

問題PDF公式解答 PDF

出典：令和6年度上期第三種電気主任技術者試験 機械科目 問1。問題文・選択肢を読みやすく整形。

検証プロセス・誤り報告フローは 運営透明性レポートで公開しています。

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何が問われるか
本問の分野で問われる代表的な知識・用語の整理。
学習の進め方
正解／誤答の選択肢ごとに「なぜ正しい / なぜ違うのか」を1行ずつ言語化すると定着する。
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