いよいよ７月も中盤。この時期の土曜日日曜日は勝負。
だが、力むことはない。淡々と問題と向き合おう。
今日の記事では「変圧器の基本計算」に着目する。
おはようございます。
電験と電気業界を研究している桜庭裕介です。
初めての方もいらっしゃると思いますので、いつもの簡単な自己紹介を添えておきます。
≪実績≫
❑転職関係❑『残業１０時間以下』＆『年収変動なし』の企業に転職成功
※詳細を下記のnoteに集約
電気エンジニアとしての決断【超大手企業を退社する選択】
❑電験研究歴❏
✔トータル１００年分の過去問を分析
・電験１種 ４０年分
・電験２種 ４０年分
・電験３種 ２０年分
✔雑誌連載を開始
「理論の超入門」
❑TOEIC❑✔半年で885点取得
一言で言うと、電験をずっと分析してきた人間。
夢はある？と最近聞かれた。
電気、プラントの運転操作を教えて、自分が飯を食えれば最高だと答えた。
妻子なしなら、小さなアパートの一室で納豆や卵とごはんだけの食事で暮らすと思う（栄養の事は無知）
今後、確実に介護施設の問題が挙がる。
そこに貢献できれば良い。
そんな事を考えている。
自分は常に電験の参考書が車内に４冊は常備している人間である。
常軌を逸していると言われることもあるのだが、だからこそ役立つこともある。そういう尖った人間でありたいと思い、今日も頑張っている。（家族からは早く仕事を終わらせろと言われてしまっている）
とはいえ、先日、Twitterで知り合った尊敬している方が自分の記事を取り上げてくれていた。
エネ管の電気回路問題が電験にも使えるという話【どう使いこなすか】 - 電験合格からやりたい仕事に就く https://t.co/GJOfhrHEd4
— HIROTOMO KINJO(金城宏有) (@kinjoh0) 2020年7月18日
桜庭さんの記事読みました。
まだまだ私はここまでのステージに来ていませんが、一歩一歩進んでいきます。
本当に嬉しかった。記事に書いてみて良かった。募金（芸能人に比べれば微々たるもの）もしているが、こういう役立つ情報を整理することも社会貢献だと思って頑張る。
電験３種機械の変圧器
機械科目の変圧器を嫌う人は多い。
嫌いだったとしても出題はされるので、何とか頑張って勉強しているという人も多いはずだ。
いきなりだが、変圧器の最初の関門
誘導起電力の公式
を覚えているだろうか？？
これを忘れていると、いきなり公式を使う問題が出てきて「解答見れば分かるし・・・」という状態になりかねない。
「本番までに覚えるからいいんだよ」
と言い訳をしながら、ページをめくることになる。（完全に自分の話である）
だが、試験本番前は「難関法規」が待っていたりするので余裕は完全になくなる。
できればこの時期は「公式の根元から記憶していく」という工夫もしていきたい所である。（４月５月の時期にやろうと思っても、１つ１つに時間をかけると嫌になるので、この時期で遅くはない。むしろ良いから安心して欲しい。）
変圧器の誘導起電力
自分はこんな覚え方をしている。
▪️変圧器の誘導起電力「4.44」
— 桜庭裕介／電験講師&電気仕事 (@denken_1) 2020年7月18日
誘導起電力の式は
「4.44fnφ」
4.44をすぐ忘れてしまう人は式の背景を知ろう。
ファラデーの電磁誘導の式は平均値。
実効値は「平均値」×「波形率1.11」である。
「4」は4分の1周期の4だ。
巻線比も込みで覚えておくとかなり忘れにくくなるぞ😊📝#電験ミニ講座 pic.twitter.com/LEv5j7AvBm
「4.44」が厄介。
自分はすぐに忘れてしまって、定期的に見直したりすることが多かった。
だが、そこを省エネしたのはこの工夫だった。
「4.44」という覚えにくい数値は「波形率」と「４分の１周期」から来ていることを覚えていれば絶対に間違うことがなくなる。
「４分の１周期」とは磁束が最大になるところだ。（正弦波なので９０度ごとに最大磁束が来る）
これを覚えればあとは「巻線比」を使いこなせれば、解ける問題が増えてくる。
自分が大事にしている基本計算問題
「公式は経験とセットで記憶に刻む」という方法が最も記憶定着率が高いのは言うまでもない。
故に、自分は基本的に全ての公式は使った上で覚えている。裏を返せば、公式に紐づいている問題も頭に浮かぶことに、自分自身を振り返った時に気が付いた。
変圧器の基本計算としては
「巻線比」
「定格値算出」
「誘導起電力」
これらをマスターしておかないといけない。個人的にインプットしている問題を共有しておく。
自分なりに過去に解いた問題との紐づけをしておくと、あなた自身をサポートする心強い味方になってくれるはずだ。
変圧器の巻線比・定格値算出問題
定格容量20kVA,定格一次電圧6600V,定格二次電圧220Vの単相変圧器がある。この変圧器の一次側に定格電圧の電源を接続し、二次側に力率0.8,インピーダンスが2.5Ωである負荷を接続して運転しているときの一次巻線に流れる電流Ｉ1を求め、定格運転時の一次巻線に流れる電流Ｉ1nとの比（Ｉ1／Ｉ1n ×100）を求めよ。
※巻線比も定格値計算も一緒になっているから個人的にオススメである。
この問題を読んで、力率はフェイク情報（解く上で必要のない数値）であることが読み取れるようになっておくと楽に戦えるようになる。
シンプルに解くことを意識するとムダがどんどん削れる。
参考書にはこの手の問題が大体載っている。（自分は電流の比が苦手なので、電流に絡めた変圧比計算を選択）
巻線比が苦手な人向け
初学者の中にはもっと最小単位で整理したいという人もいると思う。そういった方はシンプルに変圧比だけを求める問題を扱うと良い。
※電圧と電流は分子分母が逆になることを肌感覚で持てると良い。電圧が高いということは電流は低くないといけないので、逆になることをイメージできる。（定格容量は一定なので）
自分としては、一次側の電圧が高くて、二次側は低いというイメージを持っている。(「巻線比a=E1/E2=20」ぐらい)
このイメージを持っておけると、分母分子で迷うことが激減する。こんな覚え方もアリだろう。
単相変圧器の二次側端子間に2Ωの抵抗を接続して一次側端子に電圧450Vを印加したところ、一次電流は1Aとなった。この変圧器の変圧比の値はいくらか。
最初、変圧器を扱うと難しく思うが、二次電流を求めると言っても、抵抗が接続されていれば二次電圧を÷だけだ。
そこから一次電流を求めるとなれば、変圧比を使えば良い。慣れもあると思うが、整理の仕方で習得時間は変わってくると思う。
まとめ
以上「電験３種機械の変圧器基本計算を学ぶ【誘導起電力の覚え方も含む】」の記事となります。
公式と紐づけて機械計算を攻略していくことを狙って、ピンポイントで変圧器を扱いました。
今後、他の分野も「重要なポイント」を押さえ込んでいきたいと思います。
暑い時期が続きますが、頑張りましょうね！！
