第一種電工 令和2年度 問8｜電気の基礎理論

変圧器は、電圧を下げると電流は逆に大きくなります。電圧比が 6300 : 210 ＝ 30 : 1 なので、電流は一次側が二次側の 1/30 です。

一次側の電流 ＝ 300 ÷ 30 ＝ 10A。

この 10A を変流器（変流比 20/5A）で小さくします。変流器は 20A を 5A に、つまり 1/4 にするので、

I ＝ 10 × 5/20 ＝ 2.5A。正答はア。

正答：ア（2.5A）

【手順】

① 変圧器の変圧比：a = 6300/210 = 30

② 変圧器の一次電流：I_1 = I_2 / a = 300/30 = 10A

　（損失やインピーダンスを無視するので、一次と二次の電力が等しい：6300 × I_1 = 210 × 300 → I_1 = 10A）

③ 変流器の変流比 20/5A：一次 20A のとき二次 5A

④ 変流器の二次電流：I = 10 × 5/20 = 2.5A

【まちがえやすい点】

・変圧器の電流は電圧の逆比（電圧を 1/30 にすると電流は 30 倍）。二次電流 300A を 30 倍してしまうと桁違いの値になる

・変流器は「20/5A」の比で電流を小さくする機器。電流計（A）は変流器の二次側に入るので、実際の 10A を 2.5A として測り、目盛りは 20A 基準で読み替える

正答：ア。 変流器の使い方と注意点まで整理します。

【電力の釣り合いで確かめる】

負荷は抵抗だけなので、負荷電力 P = 210 × 300 = 63,000W = 63kW。

一次側も同じ電力：6300 × I_1 = 63,000 → I_1 = 10A。変流器で 10 × (5/20) = 2.5A。

【変流器（CT）の役割】

高圧回路の電流をそのまま計器に通すのは危険なので、変流器で 5A 程度の小さな電流に変えて、電流計や過電流継電器に入れます。変流比は「一次定格電流/二次定格電流」で表し、本問の 20/5A なら 4 分の 1 になります。電流計の目盛りは一次側の値に合わせて作られているので、2.5A が流れると「10A」を指します。

【取り扱いの注意】

計器を外すときに変流器の二次側を開いたままにすると、一次電流がすべて励磁電流になり、二次側に高い電圧が出て絶縁が破れたり焼損したりします。計器を外す前に二次側を短絡するのが決まりです。逆に、計器用変圧器（VT）の二次側は短絡してはいけません（大きな短絡電流が流れる）。CT と VT で扱いが逆になる点は、試験でも現場でも重要です。