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2006年7月23日 (日)

直流発電機に関する問題

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著者:深見 正,深沢 一幸
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機械「直流発電機に関する問題」

定格電圧100V、定格出力10KWの直流分巻発電機があり、
電機子回路の抵抗Ra=0.043(Ω)、界磁抵抗Rk=20(Ω)である。
全負荷における誘導起電力E、および電機子銅損Wcをもとめよ。

解答

E=104.5(V)

Wc=474(W)

解説
誘導起電力は定格電圧V(端子電圧)に電機子回路の電圧降下を
加えたものになる。
電機子電流Iaは、
Ia=負荷電流+界磁電流
  =(10×10^3)/100+100/20=105(A)

よって誘導起電力Eは、
E=V+Ia・Ra
 =100+0.043×105=104.5(V)

電機子銅損は電機子電圧降下に電機子電流を掛けたものになる。
Wc=Ia^2・Ra
  =105^2×0.043=474(W)

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2006年7月17日 (月)

水力発電に関する問題

◆電力「水力発電に関する問題」
次の文章は水車に関する記述である。空欄に当てはまる答えを回答群の中から
選びなさい。

水車は水の持つエネルギーを(1)[   ]エネルギーに変える
回転機械である。
水車は大別して衝動水車と反動水車にわけられる。
(2)[   ]は、発電用として現在使用されている
ただ一つの衝動水車である。
反動水車にはフランシス水車やプロペラ水車などがあるが、
プロペラ水車で可動羽根形のものを(3)[   ]という。
(4)[   ]はフランシス水車とプロペラ水車の中間的存在である。
この形の水車で調速機によりガイドベーンの開度と関連させて
自動的にランナベーンの角度を変化できるものを(5)[   ]
と呼んでいる。

解答群
(イ)カプラン水車  (ロ)電気的  (ハ)デリア水車  
(ニ)ペルトン水車  (ホ)機械的  (ヘ)斜流水車
(ト)ランナ        (チ)ガイドベーン

解答
(1)-(ホ)  (2)-(ニ)  (3)-(イ)
(4)-(ヘ)  (5)-(ハ)

解説
衝動水車:圧力水頭を速度水頭に変えた流水をランナに作用させる
構造の水車
反動水車:圧力水頭を持つ流水をランナに作用させる構造の水車

Perutonペルトン水車: ノズルから噴出するジェットをランナ周辺のバケットに
作用させる構造の水車。

Furanフランシス水車:水流がランナの周辺から流入し、ランナ内で軸方向に
向きを変えて流出する水車。

Syaryu斜流水車:   水流がランナを軸に斜め方向に通過する水車。

Puroperaプロペラ水車: 流水がランナを軸方向に通過する水車。

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2006年7月16日 (日)

電線の方言?

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Photo 電線の方言?
電線やケーブルの呼び名については、
多数の方言?があるように思えます。
屋内配線に使用する、VVFケーブルはVAが通称となっています。
また、Fケーブルなどと呼ぶこともあります。
丸形のVVRケーブルはSVと呼びます。

地中直埋設ケーブルのコルゲート外装ケーブルは、
昔、作者の地方ではYCと呼ばれていました。
これは矢崎電線の商標が一般化したものでしょうか。

機械屋さんの中には、
ケーブルは何でもキャプタイヤと言っている人がいます。
電気屋としては、キャプタイヤというのは、
移動用ケーブルのことなので、CVをキャプタイヤと
言われると違和感があります。

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2006年7月15日 (土)

単位に関する問題

◆理論「単位に関する問題」

次のA群の物理量に対応するSI単位をB群より選びなさい。

     A群           B群
(1)電界の強さE      (a)A/m
(2)磁束密度B       (b)F
(3)磁界の強さH      (c)T
(4)静電容量C       (d)H/m
(5)真空の透磁率μ0   (e)V/m

解答 
(1)-(e)
(2)-(c)
(3)-(a)
(4)-(b)
(5)-(d)

解説
(1)電界の強さの単位はV/m(ボルト毎メートル)です。
真空中の点電荷+Q(C)からr(m)の距離にあるP点の電界の強さ
E(V/m)はガウスの定理により、

E=Q/(4πε0r^2)  (V/m)

ε0は真空中の誘電率

(2)磁束密度の単位はT(テスラ)です。
ギャップのない環状鉄芯(磁路長L(m))に巻線Nのコイルを巻いて、
電流I(A)を流すと鉄芯中の磁束密度B(T)は、

B=μH=(μNI)/L  (T)   

μは鉄芯の透磁率

(3)磁界の強さの単位はA/m(アンペア毎メートル)です。
直線導体に電流I(A)が流れているとき、導体から半径r(m)の
円周上の磁界の強さH(A/m)は、

H=I/(2πr)  (A/m)
となる。

(4)静電容量Cの単位はF(ファラッド)です。
真空中の平行平板電極の面積がS(m^2)、間隔d(m)とすると、

C=(Sε0)/d   (F)

ε0は真空中の誘電率

(5)真空中の透磁率μ0の単位はH/m(ヘンリー毎メートル)です。

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