令和7年度上期第三種電気主任技術者試験 機械（電気技術者試験センター）問10

✓ これが正解224.0

解説

平均電圧はdE＝240 Vで、負荷の平均電流は240／10＝24 Aです。

図はスイッチ S、ダイオード D、平滑リアクトル L からなる降圧チョッパです。S がオンの間は電源から L と R に電流が流れ、S がオフの間は L にたまったエネルギーで D を通して電流が流れ続けます。D の両端の電圧（L と R の直列部分にかかる電圧）は、S がオンのとき E、オフのとき0 なので、その平均は通流率 d（1周期のうちオンの時間の割合）を掛けた dE です。

定常状態では、リアクトルの電流は1周期ごとに同じ値に戻るので、リアクトルの両端の電圧の平均は0 です。よって負荷抵抗にかかる電圧の平均は Vd＝dE＝0.6×400＝240 V で、電流の平均は Id＝Vd／R＝240／10＝24 A です。L＝1 mH や f＝10 kHz は電流の脈動の大きさに関わる値で、平均値には影響しません。

別の方法で検算します。1周期は T＝1／f＝1／(10×10³)＝0.1 ms、オンの時間は 0.6×0.1＝0.06 ms です。1周期の電圧の平均は 400×0.06／0.1＝240 V で、これを10 Ω で割ると同じ24 A に着きます。

降圧チョッパの出力電圧は dE、リアクトルは平均値には効かない、と覚えておくと速く解けます。

ほかの選択肢の解説

• 140.0：40.0 A は、通流率を考えずに電源電圧400 V をそのまま負荷抵抗10 Ω で割った値です。S がオフの間は D の両端の電圧が0 になるので、負荷にかかる平均の電圧は400 V の0.6倍に下がります。
• 316.0：16.0 A は、通流率の代わりにオフの割合 1－d＝0.4 を使い、0.4×400／10 として求めた値です。電源から電圧が加わるのはオンの間なので、平均電圧はオンの割合0.6を掛けた240 V です。
• 43.8：3.8 A は、240 V を周波数10 kHz でのリアクトルのリアクタンス 2π×10×10³×1×10⁻³≒62.8 Ω で割った値（約3.82 A）です。平均値に対してはリアクトルの電圧の平均が0 なので、平均電流は抵抗だけで決まります。
• 52.5：2.5 A は、オフの割合を使った 0.4×400＝160 V をリアクタンス約62.8 Ω で割った値（約2.55 A）です。通流率の扱いとリアクトルの扱いの両方を誤っており、平均電流は240 V を10 Ω で割って求めます。