機械科目の直流機と特殊電動機を扱う。誘導起電力とトルクの式，電動機と発電機の電圧の関係，他励・分巻・直巻・複巻の特性，電機子反作用と整流，速度制御と逆転，損失と効率，永久磁石直流電動機，ステッピングモータ，ブラシレスDCモータ，スイッチトリラクタンスモータ，交流整流子モータ，リニアモータが対象である。ここに示すのは試験対策用に独自に作成した学習ノートであり，公式の資料ではない。
1. 極数4，電機子の全導体数360，波巻の直流発電機がある。1極当たりの磁束が0.02 Wb，回転速度が1 200 min⁻¹のとき，誘導起電力の値[V]として，最も近いものを次のうちから一つ選べ。
直流機の誘導起電力は E = pZΦN/(60a) で表され，波巻の並列回路数は極数によらず a = 2 である。E = 4 × 360 × 0.02 × 1 200/(60 × 2) = 288 V となる。重ね巻と取り違えて a = p = 4 とすると144 V，a を入れ忘れると576 V，N/60 の代わりに角速度2πN/60を用いると約1 810 V，60で割り忘れると17 280 Vとなる。
2. 極数4，電機子の全導体数480，重ね巻の直流電動機がある。1極当たりの磁束が0.025 Wb，電機子電流が100 Aのとき，発生トルクの値[N･m]として，最も近いものを次のうちから一つ選べ。
直流機のトルクは T = pZΦI_a/(2πa) で表され，重ね巻の並列回路数は a = p = 4 である。T = 4 × 480 × 0.025 × 100/(2π × 4) = 1 200/(2π) ≒ 191 N･m となる。波巻と取り違えて a = 2 とすると382 N･m，a = 1 とすると764 N･m，2πで割り忘れると1 200 N･m，2πを掛けてしまうと約7 540 N･mとなる。
3. 端子電圧220 V，電機子抵抗0.2 Ωの他励直流電動機が，電機子電流50 Aで1 500 min⁻¹で回転している。界磁電流と端子電圧を一定に保ったまま負荷が増加し，電機子電流が100 Aになったときの回転速度の値[min⁻¹]として，最も近いものを次のうちから一つ選べ。ただし，電機子反作用の影響は無視する。
磁束一定のとき回転速度は誘導起電力 E = V − R_aI_a に比例する。E₁ = 220 − 0.2 × 50 = 210 V，E₂ = 220 − 0.2 × 100 = 200 V より，N₂ = 1 500 × 200/210 ≒ 1 430 min⁻¹ となる。E₁ を端子電圧220 Vとすると約1 360 min⁻¹，比を逆にすると約1 580 min⁻¹（R_aI_aを加えた場合もほぼ同じ値），回転速度が電流に反比例するとみると750 min⁻¹，速度不変とみると1 500 min⁻¹となる。
4. 出力15 kW，回転速度1 200 min⁻¹で運転している直流電動機の軸トルクの値[N･m]として，最も近いものを次のうちから一つ選べ。
出力 P = ωT，角速度 ω = 2πN/60 = 2π × 1 200/60 ≒ 125.7 rad/s より，T = 15 000/125.7 ≒ 119 N･m となる。60で割り忘れて ω = 2πN とすると約1.99 N･m，2πを掛け忘れて ω = N/60 とすると750 N･m，回転速度の数値をそのまま角速度とすると12.5 N･m，出力をkWのまま用いると約0.119となる。
5. 他励直流発電機を界磁電流一定のもと1 000 min⁻¹で無負荷運転すると，端子電圧は200 Vであった。界磁電流を変えずに回転速度を1 200 min⁻¹とし，負荷電流50 Aを流したときの端子電圧の値[V]として，最も近いものを次のうちから一つ選べ。ただし，電機子抵抗は0.2 Ωとし，電機子反作用は無視する。
無負荷端子電圧は誘導起電力に等しく，界磁一定では E ∝ N である。1 200 min⁻¹での誘導起電力は E = 200 × 1 200/1 000 = 240 V，端子電圧は V = E − R_aI = 240 − 0.2 × 50 = 230 V となる。電圧降下を加えると250 V，電機子抵抗を無視すると240 V，回転速度の変化を無視すると190 V，速度比を逆にすると約157 Vとなる。
6. 端子電圧220 V，電機子抵抗0.2 Ω，定格電機子電流50 Aの他励直流電動機を始動する。始動電流を定格電機子電流の2倍に制限するために，電機子回路に直列に挿入する始動抵抗の値[Ω]として，最も近いものを次のうちから一つ選べ。
始動直後は回転していないので誘導起電力は0であり，始動電流は V/(R_a + R_s) で決まる。220/(0.2 + R_s) = 100 A より R_s = 2.2 − 0.2 = 2.0 Ω となる。電機子抵抗を差し引き忘れると2.2 Ω，逆に加えると2.4 Ω，電流を定格の50 Aとすると4.2 Ω，さらに電機子抵抗も差し引かないと4.4 Ωとなる。
7. 端子電圧200 V，電機子抵抗0.5 Ωの他励直流電動機が，電機子電流40 A，回転速度1 200 min⁻¹で運転している。界磁電流と負荷トルクを一定に保ったまま，電機子回路に2.0 Ωの抵抗を直列に挿入したときの回転速度の値[min⁻¹]として，最も近いものを次のうちから一つ選べ。ただし，電機子反作用は無視する。
界磁と負荷トルクが一定なので電機子電流は40 Aのままである。E₁ = 200 − 0.5 × 40 = 180 V，E₂ = 200 − (0.5 + 2.0) × 40 = 100 V より，N₂ = 1 200 × 100/180 ≒ 667 min⁻¹ となる。電機子抵抗を無視すると720 min⁻¹，E₁ を端子電圧とすると600 min⁻¹，挿入後の降下を外部抵抗分だけとすると800 min⁻¹，電圧降下を加えると約1 640 min⁻¹となる。
8. 他励直流電動機を電機子電圧200 V，電機子電流100 Aで運転すると，回転速度は1 140 min⁻¹であった。界磁電流と負荷トルクを一定に保ったまま電機子電圧を110 Vに下げたときの回転速度の値[min⁻¹]として，最も近いものを次のうちから一つ選べ。ただし，電機子抵抗は0.1 Ωとし，電機子反作用は無視する。
負荷トルクと磁束が一定なので電機子電流は100 Aのままである。E₁ = 200 − 0.1 × 100 = 190 V，E₂ = 110 − 0.1 × 100 = 100 V より，N₂ = 1 140 × 100/190 = 600 min⁻¹ となる。電圧の比 110/200 をそのまま用いると627 min⁻¹，電圧降下を加えると約651 min⁻¹，比を逆にすると約2 170 min⁻¹，E₁ を電機子電圧200 Vのままとして電圧降下を差し引き忘れると570 min⁻¹となる。
9. 磁気飽和のない範囲で運転される直巻直流電動機が，電流40 Aのとき60 N･mのトルクを発生している。電流が30 Aに減少したときの発生トルクの値[N･m]として，最も近いものを次のうちから一つ選べ。
直巻電動機では界磁電流が電機子電流に等しく，磁気飽和がなければ Φ ∝ I なので T ∝ ΦI ∝ I² となる。T = 60 × (30/40)² = 33.75 ≒ 33.8 N･m である。トルクが電流に比例するとみると45.0 N･m，平方根に比例するとすると約52.0 N･m，電流に反比例させると80.0 N･m，2乗の比を逆にすると約107 N･mとなる。
10. ある直流発電機は，負荷電流に関係しない損失（鉄損と機械損の和）が400 W，定格電流100 Aにおける電機子回路の銅損が900 Wである。効率が最大となる負荷電流の値[A]として，最も近いものを次のうちから一つ選べ。ただし，界磁電流は無視し，銅損は電流の2乗に比例するものとする。
効率は負荷電流に比例しない損失と，電流の2乗に比例する銅損とが等しいとき最大となる。900 × (I/100)² = 400 より I = 100 × √(400/900) = 100 × 2/3 ≒ 66.7 A となる。平方根をとり忘れると44.4 A，比を逆にして平方根をとると150 A，比を逆にしたままでは225 A，2乗してしまうと約19.8 Aとなる。
11. 永久磁石界磁の直流電動機があり，誘導起電力は回転速度に比例し，その比例定数（誘起電圧定数0.01 V/min⁻¹）は一定である。端子電圧24 V，電機子抵抗0.5 Ω，電機子電流4 Aで運転しているときの回転速度の値[min⁻¹]として，最も近いものを次のうちから一つ選べ。
誘導起電力は E = V − R_aI_a = 24 − 0.5 × 4 = 22 V，回転速度は N = E/0.01 = 2 200 min⁻¹ となる。電圧降下を加えると2 600 min⁻¹，電機子抵抗を無視すると2 400 min⁻¹，電圧降下2 Vだけを定数で割ると200 min⁻¹，結果を角速度[rad/s]に換算してしまうと 2π × 2 200/60 ≒ 230 となる。
12. 端子電圧200 V，入力電流52 Aで運転している分巻直流電動機がある。界磁回路の抵抗は100 Ω，電機子抵抗は0.4 Ω，鉄損と機械損の和は500 Wである。この電動機の効率の値[%]として，最も近いものを次のうちから一つ選べ。ただし，ブラシの電圧降下と漂遊負荷損は無視する。
界磁電流 I_f = 200/100 = 2 A，電機子電流 I_a = 52 − 2 = 50 A。入力10 400 W，損失は電機子銅損0.4 × 50² = 1 000 W，界磁損200 × 2 = 400 W，鉄損と機械損500 Wで計1 900 W，出力8 500 W より η = 8 500/10 400 ≒ 81.7 % となる。鉄損と機械損を引き忘れると86.5 %，界磁損を二重に引くと77.9 %，内部電力 EI_a = 9 000 Wに対する比とすると94.4 %，出力と銅損だけで効率を求めると89.5 %となる。
13. 極ピッチ0.2 mのリニア誘導モータを周波数60 Hzの電源で運転したところ，滑りは0.05であった。移動子の速度の値[m/s]として，最も近いものを次のうちから一つ選べ。
リニア誘導モータの同期速度は v_s = 2τf = 2 × 0.2 × 60 = 24 m/s，移動子の速度は v = v_s(1 − s) = 24 × 0.95 = 22.8 m/s となる。2を掛け忘れると11.4 m/s，さらに滑りも無視すると12.0 m/s，滑りを無視すると24.0 m/s，滑り速度 s·v_s を求めてしまうと1.20 m/sとなる。
14. 6極の直流発電機の電機子巻線が重ね巻のとき，ある回転速度と磁束で誘導起電力は200 Vであった。全導体数，磁束，回転速度を変えずに巻線を波巻に変更したときの誘導起電力の値[V]として，最も近いものを次のうちから一つ選べ。
E = pZΦN/(60a) で，並列回路数は重ね巻で a = p = 6，波巻で a = 2 である。E は a に反比例するので E = 200 × 6/2 = 600 V となる。比を逆にすると約66.7 V，並列回路数の変化を考えないと200 V，極数倍にすると1 200 V，波巻の並列回路数を2p = 12とすると100 Vとなる。
15. 端子電圧200 Vの分巻直流電動機があり，界磁回路の抵抗は100 Ω，電機子抵抗は0.8 Ωである。電機子電流50 A，回転速度1 000 min⁻¹で運転中に，界磁回路に25 Ωの抵抗を直列に追加した。負荷トルクは一定とし，磁束は界磁電流に比例するものとして，追加後の回転速度の値[min⁻¹]として，最も近いものを次のうちから一つ選べ。
界磁電流は2 Aから200/125 = 1.6 Aとなり，磁束は0.8倍になる。トルク一定なので I_a = 50/0.8 = 62.5 A。E₁ = 200 − 0.8 × 50 = 160 V，E₂ = 200 − 0.8 × 62.5 = 150 V より N₂ = 1 000 × (150/160) × (2/1.6) ≒ 1 170 min⁻¹ となる。電機子電流の変化を無視すると1 250 min⁻¹，磁束比を掛けると750 min⁻¹，電機子電流が減るとみると約1 310 min⁻¹，磁束比を2乗すると約1 460 min⁻¹となる。
16. ステップ角1.8°のステッピングモータを，1秒間に1 500パルスの一定周波数のパルスで駆動したときの回転速度の値[min⁻¹]として，最も近いものを次のうちから一つ選べ。ただし，脱調は生じないものとする。
1秒間の回転角は1 500 × 1.8 = 2 700°，すなわち2 700/360 = 7.5回転であり，回転速度は7.5 × 60 = 450 min⁻¹ となる。60を掛け忘れると7.50，角速度を rad/s で表した値は約47.1，ステップ角を掛けずに割ると約139，1秒当たりの回転角2 700°をそのまま答えると2 700となる。
17. 端子電圧100 V，負荷電流19 Aで運転している分巻直流発電機がある。界磁回路の抵抗は100 Ω，電機子抵抗は0.5 Ωである。このときの電機子銅損の値[W]として，最も近いものを次のうちから一つ選べ。
分巻発電機では電機子電流が負荷電流と界磁電流の和になる。I_f = 100/100 = 1 A，I_a = 19 + 1 = 20 A より，電機子銅損は 0.5 × 20² = 200 W となる。負荷電流19 Aで計算すると約181 W，界磁電流を差し引いて18 Aとすると162 W，界磁損 V·I_f を答えると100 W，銅損と界磁損の和をとると300 Wとなる。
18. 端子電圧100 V，負荷電流19 Aで運転している分巻直流発電機がある。界磁回路の抵抗は100 Ω，電機子抵抗は0.5 Ω，鉄損と機械損の和は300 Wである。このときの効率の値[%]として，最も近いものを次のうちから一つ選べ。ただし，ブラシの電圧降下と漂遊負荷損は無視する。
出力 100 × 19 = 1 900 W。I_f = 1 A，I_a = 20 A より電機子銅損200 W，界磁損100 W，鉄損と機械損300 Wで損失は計600 W。η = 1 900/(1 900 + 600) = 76.0 % となる。界磁損を落とすと約79.2 %，電機子銅損を落とすと約82.6 %，鉄損と機械損を落とすと約86.4 %，銅損だけを考えると約90.5 %となる。
19. 直巻直流電動機に端子電圧200 Vを加えたところ，電流50 A，回転速度1 000 min⁻¹で運転した。電機子巻線と直巻界磁巻線の抵抗の和は0.4 Ωである。このときの発生トルクの値[N･m]として，最も近いものを次のうちから一つ選べ。
誘導起電力 E = 200 − 0.4 × 50 = 180 V，内部の機械動力 EI = 9 000 W，角速度 ω = 2π × 1 000/60 ≒ 104.7 rad/s より，T = 9 000/104.7 ≒ 85.9 N･m となる。入力 VI を用いると約95.5 N･m，電圧降下を加えると約105 N･m，60で割り忘れると約1.43 N･m，2πを掛け忘れると540 N･mとなる。
20. 直巻直流電動機に端子電圧200 Vを加えたところ，電流50 A，回転速度1 000 min⁻¹で運転した。電機子巻線と直巻界磁巻線の抵抗の和は0.4 Ωである。端子電圧を変えずに負荷が減少し，電流が25 Aになったときの回転速度の値[min⁻¹]として，最も近いものを次のうちから一つ選べ。ただし，磁気飽和はなく，磁束は電流に比例するものとする。
N ∝ E/Φ，Φ ∝ I である。E₁ = 200 − 0.4 × 50 = 180 V，E₂ = 200 − 0.4 × 25 = 190 V より，N₂ = 1 000 × (190/180) × (50/25) ≒ 2 110 min⁻¹ となる。誘導起電力の変化を無視すると2 000 min⁻¹，磁束一定（他励と混同）とすると約1 060 min⁻¹，磁束比を逆に掛けると約528 min⁻¹，磁束比を2乗すると約4 220 min⁻¹となる。
21. 他励直流電動機の端子電圧をV，電機子電流をI_a，電機子抵抗をR_a，1極当たりの磁束をΦとする。誘導起電力がE = KΦN（Kは機械定数，Nは回転速度）で表されるとき，回転速度Nを表す式として，正しいものを次のうちから一つ選べ。ただし，電機子反作用とブラシの電圧降下は無視する。
電動機では端子電圧が誘導起電力と電機子抵抗降下の和となり，V = E + R_aI_a である。よって E = V − R_aI_a = KΦN から N = (V − R_aI_a)/(KΦ) となる。電圧降下を加えた式は発電機の関係と取り違えたもの，KΦ/(V − R_aI_a) は逆数，(V − R_aI_a)KΦ は KΦ で割らずに掛けたもの，V/(KΦ) − R_aI_a は次元の異なる量を引いたもので誤りである。
22. 直流電動機の誘導起電力をE[V]，電機子電流をI_a[A]，回転速度をN[min⁻¹]とするとき，発生トルクT[N･m]を表す式として，正しいものを次のうちから一つ選べ。
電機子で機械動力に変換される電力は EI_a であり，これが ωT に等しい。角速度は ω = 2πN/60 であるから T = EI_a/ω = 60EI_a/(2πN) となる。2πNEI_a/60 は ω で割らずに掛けたもの，EI_a/(2πN) は min⁻¹ を s⁻¹ に換算する60を落としたもの，60EI_a/(πN) は2を落としたもの，60NEI_a/(2π) は N を分子にしたもので誤りである。
23. 次の文章は，直流機の誘導起電力とトルクに関する記述である。 直流機の誘導起電力は，1極当たりの磁束と(ｱ)の積に比例し，発生トルクは，1極当たりの磁束と(ｲ)の積に比例する。また，直流電動機の端子電圧をV，誘導起電力をE，電機子抵抗をR_a，電機子電流をI_aとすると，V = E (ｳ) R_aI_aの関係がある。 上記の記述中の空白箇所(ｱ)～(ｳ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次のうちから一つ選べ。
(ｱ) 回転速度：誘導起電力は E = KΦN で，磁束と回転速度に比例する。(ｲ) 電機子電流：トルクは T = K′ΦI_a で，磁束と電機子電流に比例する。(ｳ) ＋：電動機では端子電圧が誘導起電力（逆起電力）と電機子抵抗降下の和となる。発電機では V = E − R_aI_a となり符号が逆になる。正しい組合せは，回転速度，電機子電流，＋である。
24. 次の文章は，直流機の電機子反作用とその対策に関する記述である。 電機子電流がつくる磁束が界磁の主磁束に影響を及ぼす現象を電機子反作用という。電機子反作用によって主磁束の分布がゆがむと(ｱ)が移動し，ブラシの位置で整流が悪化して火花が生じやすくなる。この対策の一つとして，幾何学的中性軸の位置に(ｲ)を設け，その巻線を電機子回路と(ｳ)に接続する。 上記の記述中の空白箇所(ｱ)～(ｳ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次のうちから一つ選べ。
(ｱ) 電気的中性軸：主磁束がゆがむと磁束密度が零となる位置（電気的中性軸）が幾何学的中性軸からずれる。(ｲ) 補極：幾何学的中性軸の位置に小さな磁極を設ける。補償巻線は主磁極の磁極片に設けるものである。(ｳ) 直列：電機子電流に比例した起磁力が必要なので，補極の巻線は電機子回路と直列に接続する。正しい組合せは，電気的中性軸，補極，直列である。
25. 次の文章は，直流機の整流に関する記述である。 整流中のコイルには自己インダクタンスによるリアクタンス電圧が生じ，電流の反転が遅れて火花の原因となる。ブラシに(ｱ)炭素ブラシを用いて整流を改善する方法を(ｲ)という。また，(ｳ)によって，整流中のコイルにリアクタンス電圧を打ち消す向きの起電力を誘導させる方法を電圧整流という。 上記の記述中の空白箇所(ｱ)～(ｳ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次のうちから一つ選べ。
(ｱ) 接触抵抗の大きい：ブラシの接触抵抗が大きいと，整流中のコイルの電流がブラシの接触面積の変化に従って移り変わりやすくなる。(ｲ) 抵抗整流：この方法を抵抗整流という。直線整流は電流が時間に対して直線的に反転する理想的な整流の様子を指す。(ｳ) 補極：補極の磁束で整流中のコイルに起電力を生じさせる方法が電圧整流である。正しい組合せは，接触抵抗の大きい，抵抗整流，補極である。
26. 次の文章は，直巻直流電動機の特性に関する記述である。 直巻電動機では，界磁巻線に電機子電流がそのまま流れるので，磁気飽和のない範囲では，発生トルクは電機子電流の(ｱ)に比例する。負荷が軽くなると電流とともに磁束も減少するので，回転速度は(ｲ)。このため，負荷が外れて無負荷運転となるおそれのある(ｳ)による負荷との結合は避けなければならない。 上記の記述中の空白箇所(ｱ)～(ｳ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次のうちから一つ選べ。
(ｱ) 2乗：Φ ∝ I_a なので T ∝ ΦI_a ∝ I_a² となる。(ｲ) 著しく上昇する：回転速度は E/Φ に比例し，軽負荷で Φ が小さくなると速度が急上昇し，無負荷では危険な速度に達する。ほぼ一定に保たれるのは分巻電動機や他励電動機の性質である。(ｳ) ベルト掛け：ベルトが外れたり滑ったりすると無負荷になるので，負荷とは歯車などで直結する。正しい組合せは，2乗，著しく上昇する，ベルト掛けである。
27. 次の文章は，他励直流電動機の速度制御に関する記述である。 電機子に加える電圧を変える電圧制御は，界磁を一定に保ったまま回転速度を変える方式であり，(ｱ)特性の制御となる。界磁電流を変える界磁制御では，界磁電流を減少させると回転速度は(ｲ)する。界磁制御は，一般に(ｳ)特性の制御とされる。 上記の記述中の空白箇所(ｱ)～(ｳ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次のうちから一つ選べ。
(ｱ) 定トルク：電圧制御では磁束一定のまま速度を変えるので，同じ電機子電流で同じトルクが得られる。(ｲ) 上昇：N ∝ (V − R_aI_a)/Φ なので，界磁を弱めると回転速度は上昇する。(ｳ) 定出力：界磁を弱めると速度は上がるがトルクは磁束に比例して小さくなり，電機子電流一定のもとでは出力 EI_a がほぼ一定となる。正しい組合せは，定トルク，上昇，定出力である。
28. 次の文章は，直流電動機の回転方向に関する記述である。 直流電動機の回転方向を逆にするには，電機子電流と界磁電流の(ｱ)の向きを反対にすればよい。分巻電動機や直巻電動機では，電源の極性を入れ替えると電機子電流と界磁電流の向きが(ｲ)反転するので，回転方向は(ｳ)。 上記の記述中の空白箇所(ｱ)～(ｳ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次のうちから一つ選べ。
(ｱ) いずれか一方：トルクの向きは磁束の向きと電機子電流の向きで決まり，一方だけを反転すればトルクが逆になる。両方を反転するとトルクの向きは変わらない。(ｲ) ともに：分巻・直巻では界磁巻線も同じ電源から電流を受けるので，極性を入れ替えると両方の電流が反転する。(ｳ) 変わらない：そのため回転方向は変わらない。正しい組合せは，いずれか一方，ともに，変わらないである。
29. 次の文章は，ステッピングモータに関する記述である。 ステッピングモータは，入力されたパルスごとに一定の角度ずつ回転する電動機であり，回転角は入力パルスの(ｱ)に比例し，回転速度は(ｲ)に比例する。このため，回転角を検出するセンサを用いない(ｳ)制御で位置決めができる。ただし，負荷トルクが過大になったりパルスの周波数を急に上げたりすると，パルスに追従できなくなる(ｴ)が生じる。 上記の記述中の空白箇所(ｱ)～(ｴ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次のうちから一つ選べ。
(ｱ) 数：1パルスごとにステップ角だけ回転するので，回転角はパルス数に比例する。(ｲ) パルス周波数：1秒当たりのパルス数が回転速度を決める。(ｳ) 開ループ：回転角をパルス数で指令できるので，位置センサによるフィードバックなしで位置決めができる。(ｴ) 脱調：パルスに同期できなくなる現象を脱調という。乱調は同期機の回転子が周期的に振動する現象である。正しい組合せは，数，パルス周波数，開ループ，脱調である。
30. 次の文章は，ブラシレスDCモータに関する記述である。 ブラシレスDCモータは，回転子に(ｱ)を，固定子に電機子巻線を配置した構造である。(ｲ)などの位置センサで回転子の磁極位置を検出し，その信号に応じて(ｳ)の半導体スイッチで電機子巻線に流す電流を切り換える。 上記の記述中の空白箇所(ｱ)～(ｳ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次のうちから一つ選べ。
(ｱ) 永久磁石：回転子を永久磁石とすることで，回転子へ電流を供給するブラシが不要になる。(ｲ) ホール素子：磁界を検出するホール素子で磁極位置を検出する。サーミスタは温度を検出する素子である。(ｳ) インバータ：位置信号に応じてインバータのトランジスタなどを順にオンオフし，通電する相を切り換える。ダイオードは自ら電流を切り換える制御ができない。正しい組合せは，永久磁石，ホール素子，インバータである。
31. 次の文章は，スイッチトリラクタンスモータに関する記述である。 スイッチトリラクタンスモータの回転子は(ｱ)で構成され，巻線も永久磁石ももたない。固定子の突極には(ｲ)の巻線が施され，各相の巻線に順次電流を流すと，回転子の突極は磁気抵抗が(ｳ)となる位置に引き寄せられてトルクを生じる。 上記の記述中の空白箇所(ｱ)～(ｳ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次のうちから一つ選べ。
(ｱ) 突極形の鉄心のみ：回転子は突極をもつ積層鉄心だけでできており，構造が簡単で堅牢である。円筒形の鉄心では回転位置によって磁気抵抗が変わらないので，リラクタンストルクは生じない。(ｲ) 集中巻：固定子の各突極に巻線を集中して巻く。分布巻は誘導機や同期機の固定子に用いられる。(ｳ) 最小：励磁された突極は，回転子の突極が近づいて磁気抵抗が最小となる位置へ回転子を引き寄せる。正しい組合せは，突極形の鉄心のみ，集中巻，最小である。
32. 次の文章は，分巻直流発電機の電圧の確立に関する記述である。 分巻発電機が無負荷で電圧を確立するには，界磁の磁極に(ｱ)があることが必要である。また，界磁電流がつくる磁束が(ｱ)による磁束を(ｲ)向きとなるように界磁巻線を接続し，界磁回路の抵抗を臨界抵抗より(ｳ)しておく必要がある。 上記の記述中の空白箇所(ｱ)～(ｳ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次のうちから一つ選べ。
(ｱ) 残留磁気：回転を始めるとまず残留磁気によるわずかな起電力が生じ，これが界磁電流を流して電圧が立ち上がる。(ｲ) 強める：界磁電流の磁束が残留磁束を打ち消す向きでは電圧は確立しない。(ｳ) 小さく：界磁回路の抵抗が臨界抵抗以上では，界磁抵抗線と無負荷飽和曲線の交点が得られず電圧が確立しない。正しい組合せは，残留磁気，強める，小さくである。
33. 次の文章は，複巻直流発電機に関する記述である。 複巻発電機のうち，直巻界磁の起磁力が分巻界磁の起磁力と(ｱ)となるものを和動複巻発電機という。和動複巻発電機で，全負荷時の端子電圧が無負荷時の端子電圧とほぼ等しくなるように直巻界磁を調整したものを(ｲ)といい，全負荷時の端子電圧が無負荷時より高くなるようにしたものを(ｳ)という。 上記の記述中の空白箇所(ｱ)～(ｳ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次のうちから一つ選べ。
(ｱ) 同じ向き：直巻界磁の起磁力が分巻界磁の起磁力を強める向きのものが和動複巻，打ち消す向きのものが差動複巻である。(ｲ) 平複巻：負荷による電圧降下を直巻界磁で補い，全負荷電圧を無負荷電圧に等しくしたもの。(ｳ) 過複巻：直巻界磁を強くして全負荷電圧を無負荷電圧より高くしたもので，線路の電圧降下を補う用途がある。不足複巻は全負荷電圧が無負荷電圧より低いもの。正しい組合せは，同じ向き，平複巻，過複巻である。
34. 直流電動機の特性に関する記述として，誤っているものを次のうちから一つ選べ。
「他励電動機で界磁電流を増加させると，回転速度は上昇する」は誤りである。N ∝ (V − R_aI_a)/Φ なので，界磁電流を増やして磁束を強めると回転速度は低下する。直巻電動機は電流増加で磁束も増えるので速度が大きく低下し，トルクは電流の2乗に比例する。和動複巻は両者の中間の特性をもち，始動時は逆起電力が零なので始動抵抗で電流を制限する。
35. 直流機の電機子反作用とその対策に関する記述として，正しいものを次のうちから一つ選べ。
補償巻線は主磁極の磁極片の溝に設け，電機子電流と逆向きの電流を流して電機子反作用の起磁力を打ち消すもので，正しい。補極は幾何学的中性軸に設け電機子と直列に接続する。発電機では電気的中性軸は回転方向に移り，逆に移るのは電動機である。電機子反作用は減磁作用により主磁束を減少させ，その影響は電機子電流が大きいほど大きい。
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