令和5年度（後期）2級電気工事施工管理技士 No.6を解説、鉄損は一定
令和5年度（後期）2級電気工事施工管理技士 第一次検定 No.6は、変圧器の損失に関する記述として、最も不適当なものを選ぶ問題です。電圧と周波数は一定とされています。
この問題のポイント
この問題は、鉄損と銅損で負荷の効き方が違うことを分かっているかを問うものです。引っかけの核心は、負荷に関係しない鉄損を負荷電流に比例させている点にあります。
問題文の「電圧及び周波数は一定」がヒントです。
正解：選択肢1
各選択肢の正誤
| 選択肢 | 正誤 | 解説 |
|---|---|---|
| 1 | 不適当 | 鉄損は負荷電流に関係なくほぼ一定 |
| 2 | 適当 | 鉄損＝ヒステリシス損＋渦電流損 |
| 3 | 適当 | 銅損は負荷電流の2乗に比例する |
| 4 | 適当 | 銅損は負荷損に分類される |
最も不適当なのは選択肢1です。
選択肢1のポイント（ここが答え）
変圧器の損失は、負荷で変わるものと変わらないものに分かれます。
| 損失 | 分類 | 負荷電流との関係 | 何で決まるか |
|---|---|---|---|
| 鉄損 | 無負荷損 | 関係なく一定 | 電圧と周波数 |
| 銅損 | 負荷損 | 2乗に比例 | 巻線の抵抗と電流 |
鉄損は鉄心の中で起きる損失です。鉄心の磁束は電圧と周波数で決まり、負荷とは関係ありません。
鉄損が一定である理由
鉄心の磁束 ＝ 電圧 ÷ 周波数 で決まる
↓
電圧と周波数が一定なら磁束も一定
↓
磁束が作る損失も一定＝負荷が0でも発生する
だから鉄損は無負荷損とも呼ばれます。二次側に何もつないでいなくても発生します。
銅損は逆です。巻線に電流が流れることで発生するので、電流に依存します。
銅損 ＝ I² × R
電流が2倍 → 銅損は4倍
無負荷（電流0） → 銅損も0
鉄損の中身は2つに分かれます。
ヒステリシス損 磁化の向きを繰り返し変えるときに失われる分
渦電流損 鉄心の中に渦を巻く電流が流れて熱になる分
→ 薄い鋼板を重ねる（成層鉄心）ことで減らす
変圧器の効率がいちばん良くなるのは、鉄損と銅損が等しくなる負荷のときです。
最大効率の条件
鉄損（一定） ＝ 銅損（負荷で変わる）
↓
この点より軽い負荷では鉄損が、重い負荷では銅損が効いてくる
変圧器は全負荷より少し軽い負荷で最大効率になるように設計されることが多いものです。実際の使われ方に合わせています。
覚え方
- 鉄損は無負荷損で一定。電圧と周波数で決まる
- 銅損は負荷損で電流の2乗に比例
- 最大効率は鉄損＝銅損のとき
理解度チェック
鉄損が負荷に関係しないのはなぜか。
鉄心の磁束が電圧と周波数で決まるからです。電圧と周波数が一定なら磁束も一定で、負荷が0でも鉄損は発生します。
変圧器の効率が最大になるのはどんなときか。
鉄損と銅損が等しくなる負荷のときです。それより軽い負荷では鉄損が、重い負荷では銅損が大きく効いてきます。
参考資料
- 一般財団法人 建設業振興基金「令和5年度 2級電気工事施工管理技術検定 第一次検定（後期）問題」「同 正答肢」
※ この記事の確認日：2026年9月
