電験3種(第三種電気主任技術者試験)機械科目の変圧器は、誘導機と並ぶ最頻出分野で、A問題・B問題あわせて毎年ほぼ2問が出題されます。計算パターンは「巻数比・換算」「効率・損失」「電圧変動率」の3系統に集約され、論説も同じ問題が数年おきに再出題されています。
このページは、当ブログの変圧器解説(全48問)を論点別に並べたインデックスです。まず下の基本式を押さえ、論点ごとに過去問を解き進めてください。
目次
まず覚える:変圧器の基本式
① 巻数比 \( a=\dfrac{V_1}{V_2}=\dfrac{N_1}{N_2}=\dfrac{I_2}{I_1} \)(インピーダンスの一次側換算は \( a^2 \) 倍)
💬 「電圧の比=巻数の比=電流の逆比」。ただしインピーダンスを一次側へ移すときだけは a の2乗倍になる点に注意。
② 効率と最大効率 \( \eta=\dfrac{P}{P+P_i+P_c} \)、最大効率の条件は鉄損=銅損(負荷率 \( \alpha \) なら \( P_i=\alpha^2P_c \))
💬 効率は「出力÷(出力+損失)」。損失のうち鉄損と銅損が等しくなったときに効率が最大、と覚えればOK。
③ 電圧変動率 \( \varepsilon\fallingdotseq p\cos\theta+q\sin\theta \) [%]
💬 負荷をかけると二次電圧がどれだけ下がるかの目安。力率(cosθ・sinθ)と%抵抗・%リアクタンスの掛け算で近似できます。
④ 単巻変圧器 自己容量=\( (V_H-V_L)\,I_H \)、負荷容量=\( V_H I_H \)
💬 単巻は「電圧差の分」だけ実際に働けばよいので、自己容量が小さくて済む=小型で高効率、というのが利点です。
⑤ 角変位 Δ-Y は二次が30°進み、Y-Δ は30°遅れ(Δ-Δ・Y-Y・V-V は0°)
💬 一次と二次で結線が違うと位相がずれます。Δ-Yは二次が30°進み、Y-Δは30°遅れ。同じ結線同士(Δ-Δなど)はズレなしです。
💬 「電圧の比=巻数の比=電流の逆比」。ただしインピーダンスを一次側へ移すときだけは a の2乗倍になる点に注意。
② 効率と最大効率 \( \eta=\dfrac{P}{P+P_i+P_c} \)、最大効率の条件は鉄損=銅損(負荷率 \( \alpha \) なら \( P_i=\alpha^2P_c \))
💬 効率は「出力÷(出力+損失)」。損失のうち鉄損と銅損が等しくなったときに効率が最大、と覚えればOK。
③ 電圧変動率 \( \varepsilon\fallingdotseq p\cos\theta+q\sin\theta \) [%]
💬 負荷をかけると二次電圧がどれだけ下がるかの目安。力率(cosθ・sinθ)と%抵抗・%リアクタンスの掛け算で近似できます。
④ 単巻変圧器 自己容量=\( (V_H-V_L)\,I_H \)、負荷容量=\( V_H I_H \)
💬 単巻は「電圧差の分」だけ実際に働けばよいので、自己容量が小さくて済む=小型で高効率、というのが利点です。
⑤ 角変位 Δ-Y は二次が30°進み、Y-Δ は30°遅れ(Δ-Δ・Y-Y・V-V は0°)
💬 一次と二次で結線が違うと位相がずれます。Δ-Yは二次が30°進み、Y-Δは30°遅れ。同じ結線同士(Δ-Δなど)はズレなしです。
論点別・問題インデックス(全48問)
各リンクは過去問1問ごとの完全解説です。★印の論点は同一問題が再出題されているので、まとめて解くと効率的です。
短絡試験・漏れリアクタンス
等価回路・一次側換算
● 変圧器3:【機械】平成18年度A問題6
● 変圧器5:【機械】令和6年度上期A問題8
● 変圧器6:【機械】平成26年度A問題7
● 変圧器7:【機械】平成30年度B問題15
● 変圧器8:【機械】令和2年度A問題9
● 変圧器33:【機械】令和5年度下期A問題8
● 変圧器34:【機械】令和4年度下期A問題9
● 変圧器5:【機械】令和6年度上期A問題8
● 変圧器6:【機械】平成26年度A問題7
● 変圧器7:【機械】平成30年度B問題15
● 変圧器8:【機械】令和2年度A問題9
● 変圧器33:【機械】令和5年度下期A問題8
● 変圧器34:【機械】令和4年度下期A問題9
電圧変動率
巻数比・最大磁束
巻線抵抗の温度補正
効率・損失
● 変圧器14:【機械】令和5年度上期A問題9
● 変圧器15:【機械】令和6年度下期A問題9
● 変圧器16:【機械】平成29年度A問題8
● 変圧器17:【機械】平成25年度B問題15
● 変圧器19:【機械】令和3年度B問題15
● 変圧器20:【機械】令和7年度上期A問題9
● 変圧器21:【機械】平成23年度A問題7
● 変圧器22:【機械】令和4年度下期A問題8
● 変圧器23:【機械】平成20年度B問題16
● 変圧器15:【機械】令和6年度下期A問題9
● 変圧器16:【機械】平成29年度A問題8
● 変圧器17:【機械】平成25年度B問題15
● 変圧器19:【機械】令和3年度B問題15
● 変圧器20:【機械】令和7年度上期A問題9
● 変圧器21:【機械】平成23年度A問題7
● 変圧器22:【機械】令和4年度下期A問題8
● 変圧器23:【機械】平成20年度B問題16
三相結線・角変位
● 変圧器25:【機械】平成27年度A問題8
● 変圧器26:【機械】平成21年度A問題7
● 変圧器27:【機械】平成22年度A問題8
● 変圧器28:【機械】平成29年度A問題7
● 変圧器44:【機械】平成23年度A問題8
● 変圧器45:【機械】平成27年度A問題7
● 変圧器26:【機械】平成21年度A問題7
● 変圧器27:【機械】平成22年度A問題8
● 変圧器28:【機械】平成29年度A問題7
● 変圧器44:【機械】平成23年度A問題8
● 変圧器45:【機械】平成27年度A問題7
並行運転(★再出題あり)
単巻変圧器(★再出題あり)
● 変圧器30:【機械】平成30年度A問題9
● 変圧器31:【機械】平成19年度A問題6
● 変圧器32:【機械】令和5年度上期B問題15
● 変圧器47:【機械】平成25年度A問題8
● 変圧器48:【機械】令和6年度下期A問題8
● 変圧器31:【機械】平成19年度A問題6
● 変圧器32:【機械】令和5年度上期B問題15
● 変圧器47:【機械】平成25年度A問題8
● 変圧器48:【機械】令和6年度下期A問題8
損失の分類(機器共通)(★再出題あり)
構造・保護・試験
各種変圧器
同じ問題が繰り返し出ている論点(最優先)
● 電気機器の損失の分類(穴埋め)
変圧器35:【機械】令和5年度下期A問題7
変圧器36:【機械】令和元年度A問題7
● 三相変圧器の並行運転の条件(論説)
変圧器41:【機械】令和5年度上期A問題8
変圧器42:【機械】平成24年度A問題8
● 単相単巻変圧器(穴埋め)
変圧器47:【機械】平成25年度A問題8
変圧器48:【機械】令和6年度下期A問題8
変圧器35:【機械】令和5年度下期A問題7
変圧器36:【機械】令和元年度A問題7
● 三相変圧器の並行運転の条件(論説)
変圧器41:【機械】令和5年度上期A問題8
変圧器42:【機械】平成24年度A問題8
● 単相単巻変圧器(穴埋め)
変圧器47:【機械】平成25年度A問題8
変圧器48:【機械】令和6年度下期A問題8
損失の分類(変圧器35〜37)は直流機・誘導機とも共通の内容なので、他分野の学習前に押さえておくと一石三鳥です。

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