今回は令和7年度下期 電力科目 A問題14、磁性材料の誤り選択問題です。強磁性体・鉄損(ヒステリシス損+渦電流損)・積層鉄心と、磁性材料の基本が総登場します。
決め手はヒステリシス損と渦電流損の発生メカニズムの区別。磁束の周りに起電力が生じて渦電流が流れるのが渦電流損、磁区の反転(磁化の履歴)によるのがヒステリシス損です。「磁束の周りに起電力が生じることでヒステリシス損」は取り違えで誤りです。
出題のポイント

令和7年度下期 電力科目 A問題14:問題文と選択肢
まずは、実際の試験問題を確認してみましょう。

電験3種 電力科目 【電気材料】 令和7年度下期 A問題14
磁性材料に関する記述として、誤っているものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
(1) 鉄、ニッケル、コバルト及びこれらの合金は強磁性体である。
(2) 強磁性体に交番磁界を加えると、ヒステリシス損と渦電流損とを含む鉄損が生じて発熱する。
(3) 交番磁界に対して、強磁性体中の磁束の周りに起電力が生じることでヒステリシス損が発生する。
(4) ヒステリシス損は、交番磁界の大きさと強磁性体中の磁束密度の大きさとの関係を示す軌跡曲線の囲む面積と交番磁界の周波数に比例する。
(5) 渦電流損は、厚さが薄く、表面を電気絶縁処理した強磁性体を、磁束方向に対して平行に積層する構造とすることで低減することができる。
ポイント解説:磁束の周りの起電力=渦電流損(ヒステリシス損ではない)
(3)が誤り:交番磁界により強磁性体中の磁束が変化すると、磁束の周りに起電力が生じて渦電流が流れ、これによる損失が渦電流損。一方ヒステリシス損は、磁区(磁化の向き)が交番磁界に従って反転を繰り返す際の磁化の履歴によって生じる損失で、発生原理が異なる。「磁束の周りに起電力が生じることでヒステリシス損が発生する」は渦電流損の説明であり誤り。
強磁性体と鉄損((1)(2)は正しい):(1)鉄・ニッケル・コバルト及びその合金は強磁性体。(2)交番磁界でヒステリシス損+渦電流損=鉄損が生じて発熱——正しい。
損失の性質((4)(5)は正しい):(4)ヒステリシス損はヒステリシスループ(B-H曲線)の囲む面積×周波数に比例。(5)渦電流損は薄く絶縁処理した鉄板を磁束方向に平行に積層(積層鉄心)することで低減できる——正しい。よって誤りは(3)。
問題の解説
STEP1 強磁性体と鉄損
鉄/ニッケル/コバルト(1)・鉄損=ヒステリシス+渦電流(2)は正しい。
STEP2 損失の性質
ヒステリシス損はループ面積×周波数(4)・積層で渦電流損低減(5)は正しい。
STEP3 (3)を判定
磁束の周りの起電力→渦電流損の説明→「ヒステリシス損」は誤り。
答え:(3)
💡 覚え方
渦電流損=磁束の周りに起電力→渦電流(積層鉄心で低減)。ヒステリシス損=磁区の反転(磁化の履歴)で、B-Hループ面積×周波数に比例。両者の発生メカニズムを取り違えない。鉄損=ヒステリシス損+渦電流損。
⚠️ よくある間違い
磁束の周りの起電力による損失は渦電流損(ヒステリシス損ではない)。ヒステリシス損はループ面積×周波数。積層鉄心は渦電流損を低減(ヒステリシス損ではない)。強磁性体=鉄・ニッケル・コバルト。
まとめ
| 誤り | (3) 磁束の周りの起電力は渦電流損 |
| 強磁性体 | 鉄・ニッケル・コバルト(1) |
| 鉄損 | ヒステリシス損+渦電流損(2) |
| ヒステリシス損 | ループ面積×周波数(4) |
| 渦電流損 | 積層鉄心で低減(5) |
| 答え | (3) |
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