第38回 臨床工学技士国家試験 午前 第51問
電気工学第38回午前
第38回 臨床工学技士国家試験 午前 第51問(電気工学)の正答は 5 です。ブラシ付き DC モータ:回転子=電機子巻線、固定子=永久磁石/界磁、整流子+ブラシで機械的整流→火花・摩耗・ノイズ。
問題
ブラシ付きDC モータについて誤っているのはどれか。
- 1. モータに流す電流の向きを反転すると回転方向が反転する。
- 2. モータに流す電流を大きくするとトルクが増加する。
- 3. ブラシと整流子の接触は電気的ノイズの原因となる。
- 4. 外力によって回転させると発電機として機能する。
- 5. 回転子に永久磁石を用いる。 ✓
正答:5番
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解説
■ 正答:5番 — 回転子に永久磁石を用いる。
「誤っているのは」。ブラシ付き DC モータは回転子(電機子)に巻線(コイル)、固定子側に永久磁石(または界磁巻線)を置き、ブラシと整流子で電機子電流を切り替える。回転子に永久磁石を用いるのはブラシレス DC モータで、これが誤り。
【各選択肢の解説】
1. モータに流す電流の向きを反転すると回転方向が反転する。
✅ 正しい。電機子電流の向きを反転させるとトルクの向きが変わり回転方向が反転する。
✅ 正しい。電機子電流の向きを反転させるとトルクの向きが変わり回転方向が反転する。
2. モータに流す電流を大きくするとトルクが増加する。
✅ 正しい。トルクは電機子電流にほぼ比例する。
✅ 正しい。トルクは電機子電流にほぼ比例する。
3. ブラシと整流子の接触は電気的ノイズの原因となる。
✅ 正しい。機械的接触(火花)は電気的ノイズ・摩耗の原因。
✅ 正しい。機械的接触(火花)は電気的ノイズ・摩耗の原因。
4. 外力によって回転させると発電機として機能する。
✅ 正しい。外力で回すと逆起電力を生じ発電機として働く(可逆性)。
✅ 正しい。外力で回すと逆起電力を生じ発電機として働く(可逆性)。
5. 回転子に永久磁石を用いる。
❌ 誤り(これが正答)。回転子に永久磁石を用いるのはブラシレス DC モータ。ブラシ付きは回転子が巻線(電機子)。
❌ 誤り(これが正答)。回転子に永久磁石を用いるのはブラシレス DC モータ。ブラシ付きは回転子が巻線(電機子)。
【試験対策ポイント】
ブラシ付き DC モータ:回転子=電機子巻線、固定子=永久磁石/界磁、整流子+ブラシで機械的整流→火花・摩耗・ノイズ。ブラシレス DC モータ:回転子=永久磁石、固定子巻線を電子的に切替(長寿命・低ノイズ)。トルク∝電機子電流、回転数∝電圧。発電機との可逆性も頻出。
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