電験三種の変圧器

01　巻数比と誘起電圧比を対応させる

巻数比と誘起電圧比を対応させる

一次巻数をN₁、二次巻数をN₂、巻数比をa＝N₁/N₂とします。密結合を考えるモデルでは誘起電圧比E₁/E₂＝N₁/N₂です。巻数比を逆に定義した教材もあるため、aという文字だけで大小を決めないでください。

巻線抵抗や漏れによる電圧降下まで考える場合は、誘起電圧と端子電圧が同じとは限りません。最初に「⁠理⁠想⁠と⁠す⁠る⁠」「どの損失を無視する」といった条件を読み、使うモデルを決めます。

02　換算した側を統一して回路を読む

換算した側を統一して回路を読む

二次側のインピーダンスを一次側へ換算する場合は、巻数比a＝N₁/N₂の定義でa²倍にします。一次・二次の値を混ぜて足すのではなく、同じ側へ換算してから等価回路で扱います。

計算用紙には、一次側の量、二次側の量、一次側へ換算した量を区別して書きます。換算前の電流を、換算後の抵抗へそのまま組み合わせないようにしてください。回路図の記号に付く添字やプライムの意味も確認します。

03　鉄損と銅損を分けて効率を考える

鉄損と銅損を分けて効率を考える

銅損は電流が変わると変化します。鉄損を一定と近似する場合も、電圧・周波数などの条件がそろっているかを確認します。「損失はいつでも一定」とま⁠と⁠め⁠て覚えないでください。

04　解く前と解いた後の点検

解く前と解いた後の点検

1. 巻数比の分子・分母と、一次・二次の値を確認する。
2. 理想モデルか、損失と電圧降下を含むモデルかを読む。
3. 換算が必要なら、どちら側へそろえたかを明記する。
4. 効率に使う電力がWか、容量として与えられたVAかを区別する。
5. 損失を含む入力が出力より大きいかなど、エネルギーの関係を確認する。

電流や力率の段階で迷う場合は交流回路へ戻ります。効率と電圧変動率は別の指標なので、どちらを問われたかも最後に確認しましょう。

よくある質問

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