2.電磁気学 11.変圧器の特性    難易度★★★☆☆

2.電磁気学

次の文章は,変圧器に関する記述である。文中の【   】に当てはまる最も適切なものを(  )の中から選び、解答欄に記入しなさい。

図に示すような単相変圧器がある。ここで,鉄心の比透磁率をμr,線路長を \(l\) ,断面積を Sとし,巻数が \(n\)1の巻線1と巻数が \(n\)2の巻線2が巻かれている。また,真空の透磁率をμ0とし,磁束の漏れは無視できるものとする。

巻線1に周波数 \(f\) の交流電流 \(i\) を流したとき,鉄心の磁気回路を考えることで,鉄心中の磁束 Φ は

Φ =【1】

と表される。

鉄心中の磁束 Φを用いると,巻線2に発生する起電力 U は U=【2】

と表される。

例えば,交流電流の周波数を50 Hz,実効値を1 Aとすると,交流電流 は三角関数を用いて

\(i\) = 【3】sin(【4】\(t\) ) [A]

と表すことができるため,Φ =【 1 】と U =【 2 】 の関係を用いて,巻線2の両端に発生する電圧を求めることができる。

【3】( \(\sqrt{3}\) ; \(\sqrt{3}\) ; 2 )

【4】( 50 ;50\(π\) ;100 ; 100\(π\) )

例えば, \(n\)1 = 100, \(n\)2 = 20,μ0 = 4π×10−7 [H/m],μr=1000,S = 3.0 × 10−3 m2, \(l\)= 0.5 mとすると,巻線2の両端には実効値で 【5】Vの電圧が発生することになる

【5】(2;2.82;3.46;4.73)


【問題PDF】


【解説】


【解説PDF】

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