電験三種（第三種電気主任技術者）「機械」のうち、直流機の構造と誘導起電力の問題です（大分類：直流機・重要度A）。一問一答8問 → 五肢択一4問の順に解き、解答・解説は各問題の下を開いて確認してください。
一問一答（○×）
重要度：A 難易度：★☆☆
問1：直流機の主要部分は、界磁、電機子、整流子およびブラシである。
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正解：○
界磁は主磁束をつくり、電機子は起電力やトルクを生じ、整流子とブラシは電機子巻線と外部回路の間で電流の向きを切り替えます。
重要度：A 難易度：★☆☆
問2：直流発電機では、電機子巻線に誘導される交流の起電力を、整流子とブラシによって外部回路に直流として取り出す。
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正解：○
電機子巻線の起電力は回転に伴い向きが変わる交流ですが、整流子とブラシが接続を切り替えて、外部には一方向の電圧を取り出します。
重要度：A 難易度：★☆☆
問3：直流機の電機子巻線の並列回路数は、重ね巻では2で、波巻では極数に等しい。
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正解：×
逆です。重ね巻の並列回路数は極数に等しく（a＝p）、波巻の並列回路数は極数によらず2です（a＝2）。
重要度：A 難易度：★☆☆
問4：直流発電機の電機子導体に誘導される起電力の向きは、フレミングの左手の法則で決まる。
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正解：×
発電機の起電力の向きはフレミングの右手の法則で決まります。左手の法則は電動機の導体に働く力（トルク）の向きです。
重要度：A 難易度：★☆☆
問5：直流機の電機子鉄心は、渦電流損を減らすために、薄いけい素鋼板を積層してつくる。
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正解：○
電機子鉄心は回転して磁束が変化するので、薄い絶縁された鋼板を積層して渦電流の通路を分断し、けい素を含む鋼板でヒステリシス損も小さくします。
重要度：A 難易度：★☆☆
問6：直流機の励磁方式には、他励式、分巻式、直巻式、複巻式がある。
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正解：○
界磁巻線を別の電源で励磁するのが他励式で、自己励磁には分巻・直巻・複巻があります。
重要度：A 難易度：★☆☆
問7：整流子をもつ通常の直流機では、電機子を固定子に、界磁を回転子に置く。
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正解：×
整流子をもつ直流機では、界磁を固定子に、電機子を回転子に置きます（回転する電機子巻線の電流を整流子とブラシで切り替える）。
重要度：A 難易度：★☆☆
問8：分巻式の直流機は、界磁巻線を電機子と直列に接続する。
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正解：×
分巻式は界磁巻線を電機子と並列に、直巻式は直列に接続します。
五肢択一
重要度：A 難易度：★★☆
問9：極数4、電機子の全導体数400の波巻の直流発電機がある。1極当たりの磁束が0.02Wb、回転速度が1,200min⁻¹のとき、誘導起電力〔V〕の値として、正しいものはどれか。
- 5.3
- 80.0
- 160.0
- 320.0
- 640.0
【第9問：正解と解説】
正解：4
正解は4です。
波巻の並列回路数 a＝2
E＝(pZ／60a)ΦN＝(4×400／(60×2))×0.02×1,200＝13.33×24＝320V
1：誤り。回転速度を毎秒の値（20s⁻¹）にしたうえで、式の60でも割った値です。
2：誤り。並列回路数を8とした値です。
3：誤り。並列回路数を4（重ね巻）とした値です。
4：正しい。
5：誤り。並列回路数を1とした値です。
重要度：A 難易度：★★☆
問10：図のように、磁束密度0.5Tの一様な磁界中で、1巻きの長方形コイルが中心軸のまわりに1,500min⁻¹で回転している。コイルの磁界中にある辺の長さ（有効長）は0.4m、回転半径は0.1mである。コイルの両辺が磁界を垂直に横切る位置での誘導起電力〔V〕の値として、最も近いものはどれか。
（コイルの構成）長方形コイルの対向する2辺（長さ0.4m）が中心軸から0.1mの位置にあり、中心軸のまわりに回転する。磁界（0.5T）は中心軸と垂直な一方向である。図はコイルが磁界と平行な面にある瞬間で、⊙・⊗はそのときの2辺の誘導起電力の向き（紙面の裏から表、表から裏）を表す。
- 1.00
- 3.14
- 6.28
- 12.57
- 376.99
【第10問：正解と解説】
正解：3
正解は3です。
周速 v＝2πrN／60＝2π×0.1×1,500／60≒15.7m/s
1辺の起電力 Blv＝0.5×0.4×15.7≒3.14V、2辺の起電力は直列に加わるので e＝2Blv≒6.28V
1：誤り。周速を半径×毎秒の回転数（2πを掛けない）とした値です。
2：誤り。1辺分だけの起電力です。
3：正しい。
4：誤り。2倍した値です。
5：誤り。回転速度を毎秒1,500回として計算した値です。
重要度：A 難易度：★☆☆
問11：誘導起電力230V、電機子抵抗0.2Ωの他励直流発電機が、電機子電流50Aを流しているときの端子電圧〔V〕の値として、正しいものはどれか。ただし、ブラシの電圧降下は無視する。
- 210
- 220
- 230
- 240
- 250
【第11問：正解と解説】
正解：2
正解は2です。
V＝E−RaIa＝230−0.2×50＝220V
1：誤り。電圧降下を2倍引いた値です。
2：正しい。
3：誤り。誘導起電力そのものです。
4：誤り。電圧降下を足した値（電動機の式）です。
5：誤り。電圧降下を2倍足した値です。
重要度：A 難易度：★★☆
問12：直流機の構造に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。
- 界磁は、主磁束をつくる部分である。
- 電機子鉄心には、渦電流損を減らすために、けい素鋼板を積層したものを用いる。
- 整流子は、電機子巻線と外部回路の間で電流の向きを切り替える。
- ブラシは整流子に接触して、電機子巻線と外部回路をつなぐ。
- 波巻は、重ね巻に比べて並列回路数が多く、大電流・低電圧の機械に適している。
【第12問：正解と解説】
正解：5
正解は5です。
1：正しい。
2：正しい。
3：正しい。
4：正しい。
5：誤り。並列回路数が多い（極数に等しい）のは重ね巻で、大電流・低電圧に適します。波巻は並列回路数が2で、高電圧・小電流に適します。
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