3/4 負荷・力率 100 % のときの出力 P は
P = 50 kV·A × 3/4 × 1.0 = 37.5 kW = 37 500 W
定格容量 50 kV·A の単相変圧器がある。この変圧器を定格電圧,力率 100 %,全負荷の 3/4 の負荷で運転したとき,鉄損と銅損が等しくなり,そのときの効率は 98.2 % であった。この変圧器について,次の(a)及び(b)に答えよ。
ただし,鉄損と銅損以外の損失は無視できるものとする。
(a) この変圧器の鉄損[W]の値として,最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
結論 → 詳細 → 補足 の 3 層構成
3/4 負荷・力率 100 % のときの出力 P は
P = 50 kV·A × 3/4 × 1.0 = 37.5 kW = 37 500 W
鉄損を Pᵢ とする。このとき 3/4 負荷時の銅損は鉄損 Pᵢ に等しいので,全損失は Pᵢ + Pᵢ = 2Pᵢ。効率の式
η = P / (P + 2Pᵢ) = 0.982
より
P + 2Pᵢ = 37 500 / 0.982 ≒ 38 187.4 W
2Pᵢ ≒ 38 187.4 − 37 500 = 687.4 W
Pᵢ ≒ 343.7 W
よって最も近いのは 344 W,正答は(5)。
536
誤り。Pᵢ = 536 W とすると 3/4 負荷時の全損失は 2 × 536 = 1 072 W、効率は 37 500 / (37 500 + 1 072) ≒ 97.2 % となり、与えられた 98.2 % と一致しない。
472
誤り。Pᵢ = 472 W とすると全損失は 944 W、効率は 37 500 / 38 444 ≒ 97.5 % となり、98.2 % と一致しない。
425
誤り。Pᵢ = 425 W とすると全損失は 850 W、効率は 37 500 / 38 350 ≒ 97.8 % となり、98.2 % と一致しない。
382
誤り。Pᵢ = 382 W とすると全損失は 764 W、効率は 37 500 / 38 264 ≒ 98.0 % となり、98.2 % と一致しない。
344
正しい。η = P / (P + 2Pᵢ) に P = 37 500 W、η = 0.982 を代入すると Pᵢ ≒ 343.7 W となり、344 W が最も近い。
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