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電験三種|2016年(平成28年)機械の過去問クイズ~直前対策、参考書の理解度確認

クイズに挑戦!

前編

1:14~直流機
2:29~誘導電動機の誘導起電力
4:15~同期電動機の特性
4:56~各種電動機のトルク

電験三種/機械/過去問/クイズ(前編)☆2016年機械の正誤問題から抜粋して18問出題します。試験前の実力確認、参考書学習からのステップアップにご利用下さい(^^)

後編

1:11~各種変圧器
2:35~太陽光発電システム
3:41~電池
5:47~フィードバック制御の基本動作

電験三種/機械/過去問/クイズ(後編)☆2016年機械の正誤問題から抜粋して22問出題します。試験前の実力確認、参考書学習からのステップアップにご利用下さい(^^)
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クイズの解答を記述

前編

直流機

・ブラシと整流子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、電機子回転子とする
・ブラシと整流子を用いる場合、電機子反作用によって、固定子から見た電気的中性軸の位置が変化する
・電気的中性軸の変化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火花が生じる
小型機では、補償巻線と補極のうち補極が一般に用いられる

三相誘導電動機の誘導起電力

・三相誘導電動機で固定子巻線に電流が流れると回転磁界が生じる
・三相誘導電動機で回転子巻線の電流によって生じる起磁力打ち消すように固定子巻線に電流が流れる
・三相誘導電動機で回転子停止しているときは、回転磁界は固定子巻線を切るのと同じ速さで回転子巻線を切ることは原理的に変圧器と同じ
・三相誘導電動機で回転子が停止しているときは原理的に変圧器と同じであり、固定子巻線変圧器の一次巻線に相当する
・三相誘導電動機で回転子が停止しているときは原理的に変圧器と同じであり、回転子巻線の各相には変圧器と同様に二次誘導起電力を生じる

同期電動機の特性

・同期電動機の位相特性曲線V曲線とも呼ばれている
・同期電動機の位相特性曲線の縦軸電機子電流である

各種電動機のトルク

(電源電圧一定)
無負荷条件の直流分巻電動機では、回転速度に比例する逆起電力と電源電圧とがほぼ等しく、電機子電流がほぼ零となる
無負荷条件の直流分巻電動機で、逆起電力と電源電圧とがほぼ等しく、電機子電流がほぼ零の状態から負荷が掛かって回転速度低下すると、電機子電流が増大してトルクが発生する
無負荷条件の誘導電動機では、周波数及び極数で決まる同期速度と回転速度とがほぼ等しい
無負荷条件の誘導電動機では、滑りがほぼ零となる
無負荷条件の誘導電動機では、滑りがほぼ零の状態から負荷が掛かって回転速度低下すると滑りが増大してトルクが発生する
無負荷条件の同期電動機では、界磁単独の磁束と電機子反作用を考慮した電機子磁束との位相差がほぼ零となる
無負荷条件の同期電動機では、界磁磁束と電機子磁束との位相差がほぼ零の状態から負荷が掛かっても回転速度の低下はないが負荷角が増大してトルクが発生する

後編

各種変圧器

・単巻変圧器は一次巻線と二次巻線とが一部分共通になっているため、一次巻線と二次巻線との間絶縁されていない
・単巻変圧器自身の自己容量は、負荷に供給する負荷容量に比べて小さい
・三巻線変圧器は、一つの変圧器に三組の巻線を設ける
・磁気漏れ変圧器は負荷のインピーダンスが変化しても、変圧器内の漏れ磁束が変化することで、負荷電流を一定に保つ作用がある
・変流器では、通電中に誤って二次側開放してはならない
・変流器では、通電中に二次側を開放すると鉄心の磁束密度が著しく大きくなり、焼損するおそれがある

太陽光発電システム

・太陽電池アレイはインバータ系統連系用保護装置とが一体になったパワーコンディショナを介して交流系統に接続されている
・太陽電池セルはpn接合ダイオードであり、照射される太陽光エネルギーを光起電力効果によって電気エネルギーに変換する
・パワーコンディショナのMPPT制御とは、太陽電池アレイから常に最大の電力を取り出すような制御

電池

・二次電池は充電によって繰り返し使える
・電池の充放電時に起こる化学反応において、イオン電解液中移動する
・電池の充放電時に起こる化学反応において、電子外部回路移動する
・電池の放電には正極では還元反応が、負極では酸化反応が起こっている
・電池の充電時には負極では還元反応が起こっている
・電池の放電時には正極では還元反応が起こっている
出力インピーダンス大きな電池ほど小さな電流を出力できる
・電池の正極と負極の物質のイオン化傾向の差が大きいほど開放電圧が高い

フィードバック制御の基本動作

比例動作は制御量を目標値に完全に一致させることができず、定常偏差が生じる欠点がある
積分動作は偏差が零になるまで制御動作が行われる
微分動作は偏差の起こり初めに大きな操作量を与える動作をする
積分動作は定常偏差を無くすことができる
微分動作は制御のタイミング(位相)によっては偏差を増幅し不安定になることがある

アドバイス

前編

直流機については、基本的な構造に関するクイズだったので簡単だったと思います。しかし、残念ながら電験三種は年々難化しています…。単語を覚えていればどうにかなる試験ではないので、補償巻線と補極について、なぜ設けるのか?を説明できる状態で試験本番に挑みましょう!

三相誘導電動機の誘導起電力については、しっかり理解していない方には難しいクイズだと思います。また、他の電気機器と比較して出題される問題は難易度が高いので、変圧器/誘導機/直流機/同期機の4つはセットで特に重点的に勉強して下さい。(むしろ、機械の科目は、この4つの問題が完璧に対処できれば、かなり合格率が高まります。)

同期電動機の特性については、本来(過去問)はグラフを見ながら回答する問題なので、クイズでは対策として不十分となります。必ず、過去問(2016年の機械問5)を解いて対策しておきましょう!

各種電動機のトルクについては、前編のクイズで最も問題数が多いので、すべて正解できた方はしっかり勉強できていると思います。

後編

各種変圧器については、基本的な内容のクイズなので簡単だったと思います。逆に、深く知識が必要な内容が出題されても、この分野について詳細に書いている参考書は少ないと思うのでつらいですね…

太陽光発電システムについては、パワーコンディショナのMPPT制御を知っていた方は、十分勉強ができています(自分は知らなかったので…)。太陽光発電については、機械ではなく本来なら電力で出題される内容です。電力で出題される場合は結晶構造とか、より詳細な内容が問われるので、今回のクイズが解けて満足しないで、より詳細な部分を勉強しましょう!

電池については、後編のクイズで最も問題数が多いので、全問正解できれば、電池の原理については十分な知識があると思います。電池については、出題率も高くないので積極的に勉強時間を割きたくないですが、次は各電池(マンガン乾電池、アルカリマンガン電池、リチウム電池、鉛蓄電池…等)ごとの特徴を覚えましょう!(あくまでも、変圧器/誘導機/直流機/同期機の勉強優先でやった方が良いです♪)

フィードバック制御の基本動作については、比例動作/微分動作/積分動作の基本的な特徴しか出題していないので、簡単だったと思います。

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