電験三種（第三種電気主任技術者）「機械」のうち、電圧変動率と変圧器の試験の問題です（大分類：変圧器・重要度A）。一問一答6問 → 五肢択一6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：変圧器の無負荷試験（開放試験）では、鉄損と励磁アドミタンスを求めることができる。
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正解：○
一方の巻線を開放し、他方に定格電圧を加えて、電圧・電流・電力を測ります。入力電力がほぼ鉄損で、電流と電圧から励磁アドミタンスが求まります。
重要度：A 難易度：★☆☆
問2：変圧器の短絡試験では、鉄損を求めることができる。
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正解：×
短絡試験では、一方の巻線を短絡し、他方に定格電流が流れる低い電圧（インピーダンス電圧）を加えます。電圧が低く鉄損は無視でき、入力電力は銅損（負荷損）になります。鉄損は無負荷試験で求めます。
重要度：A 難易度：★★☆
問3：返還負荷法（反還負荷法）は、2台の変圧器を組み合わせ、損失分の電力だけを供給して温度上昇試験を行う方法である。
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正解：○
2台の変圧器を一次・二次とも並列にして、一方の回路から鉄損を、他方から銅損に相当する電流を供給するので、大きな負荷設備なしで全負荷相当の温度試験ができます。
重要度：A 難易度：★★☆
問4：変圧器の電圧変動率は、負荷の力率が進みのときも必ず正で、遅れ力率のときより大きい。
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正解：×
ε≒p cosθ＋q sinθで、進み力率ではsinθが負になるので、電圧変動率は小さくなり、負になる（負荷時の二次電圧が無負荷時より高くなる）こともあります。
重要度：A 難易度：★☆☆
問5：変圧器の巻線抵抗は温度によって変わらないので、測定値を基準温度の値に換算する必要はない。
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正解：×
銅の抵抗は温度とともに増えるので、測定時の温度の値を基準温度（75℃など）の値に換算して用います。
重要度：A 難易度：★★☆
問6：百分率抵抗降下をp、百分率リアクタンス降下をqとすると、変圧器の電圧変動率は、負荷の力率角θが tanθ＝q／p のとき最大となり、その値は√(p²＋q²)である。
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正解：○
ε≒p cosθ＋q sinθ＝√(p²＋q²)cos(θ−φ)（tanφ＝q／p）で、θ＝φのとき最大値√(p²＋q²)（百分率インピーダンス降下）になります。
五肢択一
重要度：A 難易度：★☆☆
問7：百分率抵抗降下2%、百分率リアクタンス降下4%の変圧器を、力率0.8（遅れ）の負荷で運転するときの電圧変動率〔%〕の値として、最も近いものはどれか。
- −0.8
- 4.0
- 4.4
- 4.5
- 6.0
【第7問：正解と解説】
正解：2
正解は2です。
sinθ＝0.6、ε≒p cosθ＋q sinθ＝2×0.8＋4×0.6＝1.6＋2.4＝4.0%
1：誤り。進み力率とした値です。
2：正しい。
3：誤り。cosθとsinθを入れ替えた値です。
4：誤り。最大の電圧変動率√(p²＋q²)です。
5：誤り。pとqを単純に足した値です。
重要度：A 難易度：★★☆
問8：百分率抵抗降下2%、百分率リアクタンス降下4%の変圧器で、負荷の力率を変えたときの電圧変動率の最大値〔%〕として、最も近いものはどれか。
- 4.00
- 4.47
- 6.00
- 8.00
- 20.00
【第8問：正解と解説】
正解：2
正解は2です。
最大値は百分率インピーダンス降下に等しく √(p²＋q²)＝√(4＋16)＝√20≒4.47%
1：誤り。力率0.8（遅れ）のときの値です。
2：正しい。
3：誤り。pとqを単純に足した値です。
4：誤り。pとqの積です。
5：誤り。p²＋q²です（平方根をとっていません）。
重要度：A 難易度：★★☆
問9：単相変圧器の高圧側で短絡試験を行い、定格電流10Aを流したとき、加えた電圧（インピーダンス電圧）は120V、入力電力は600Wであった。高圧側から見た漏れリアクタンス〔Ω〕の値として、最も近いものはどれか。
- 18.0
- 13.4
- 12.0
- 10.4
- 6.0
【第9問：正解と解説】
正解：4
正解は4です。
Z＝120／10＝12Ω、R＝600／10²＝6Ω（入力電力は銅損）
X＝√(Z²−R²)＝√(144−36)≒10.4Ω
1：誤り。インピーダンスと抵抗の和です。
2：誤り。インピーダンスと抵抗の2乗和の平方根です。
3：誤り。インピーダンスの大きさです。
4：正しい。
5：誤り。巻線抵抗です。
重要度：A 難易度：★☆☆
問10：定格電圧6,600Vの変圧器の短絡試験で、定格電流を流すのに必要な電圧（インピーダンス電圧）が330Vであった。百分率インピーダンス降下〔%〕の値として、正しいものはどれか。
- 0.05
- 0.50
- 2.50
- 5.00
- 20.00
【第10問：正解と解説】
正解：4
正解は4です。
%Z＝インピーダンス電圧÷定格電圧×100＝330／6,600×100＝5.00%
1：誤り。百分率に直していない値です。
2：誤り。桁を誤った値です。
3：誤り。1／2にした値です。
4：正しい。
5：誤り。定格電圧÷インピーダンス電圧です。
重要度：A 難易度：★★☆
問11：変圧器の銅巻線の抵抗を20℃で測定したところ0.500Ωであった。基準温度75℃の抵抗値〔Ω〕として、最も近いものはどれか。ただし、銅の抵抗は（235＋温度〔℃〕）に比例するものとする。
- 0.411
- 0.500
- 0.608
- 0.660
- 1.875
【第11問：正解と解説】
正解：3
正解は3です。
R75＝R20×(235＋75)／(235＋20)＝0.500×310／255≒0.608Ω
1：誤り。比を逆にした値です。
2：誤り。換算していない値です。
3：正しい。
4：誤り。0℃からの換算とした値です。
5：誤り。温度の比（75／20）を掛けた値です。
重要度：A 難易度：★★☆
問12：変圧器の無負荷試験と短絡試験に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。
- 短絡試験の入力電力は、ほぼ鉄損に等しい。
- 無負荷試験では、一方の巻線を開放し、他方の巻線に定格電圧を加える。
- 無負荷試験の入力電力は、ほぼ鉄損に等しい。
- 短絡試験では、一方の巻線を短絡し、他方の巻線に定格電流が流れるような電圧を加える。
- 短絡試験で定格電流を流すために加えた電圧を、インピーダンス電圧という。
【第12問：正解と解説】
正解：1
正解は1です。
1：誤り。短絡試験では電圧が低く鉄損は無視でき、入力電力はほぼ銅損（負荷損）に等しくなります。
2：正しい。
3：正しい。電流が小さいので銅損は無視できます。
4：正しい。
5：正しい。
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