𝑅𝑅 （交流発電機） 𝐼𝐼2 𝑉𝑉2 𝑉𝑉3 𝑁𝑁1 𝑁𝑁2 𝐼𝐼1 𝑉𝑉11次側コイル 2次側コイル ① ②高く ・ 低く変圧器Ⅰ 1次側コイル 変圧器Ⅱ 2次側コイル なっていることがわかる。 均電力 𝑃𝑃1� [W]，電圧実効値 𝑉𝑉1 [V]，電流実効値 𝐼𝐼1 [A]の交流は，変圧器Ⅰによって電圧実効値 𝑉𝑉2 [V]に変圧される。抵抗値 𝑅𝑅 [Ω]を持つ送電線で需要家の近くまで送電された電力は，変圧器Ⅱによって変圧されたのち，需要家の抵抗負荷により消費される。このとき，以下の問いにそれぞれ答えよ。ただし，変圧器Ⅰ，Ⅱは理想変圧器であるとする。1）変圧器Ⅰによる電圧の変圧に関して説明した以下の文章中の①に当てはまる数式を答えよ。また，②は適切な単語を選択して答えよ。変圧器Ⅰの１次側コイルの巻き数を 𝑁𝑁1，2次側コイルの巻き数を 𝑁𝑁2とすると，変圧される電圧 𝑉𝑉2 は 𝑉𝑉1，𝑁𝑁1，𝑁𝑁2 を用いて 𝑉𝑉2= [V]と表せる。 𝑁𝑁1<𝑁𝑁2 のとき，入力される電圧 𝑉𝑉1 と比較して変圧される電圧 𝑉𝑉2 は 2）変圧器の1次側と2次側の電力が保存されることを用いて，電流実効値 𝐼𝐼2 [A]を 𝑃𝑃1�，𝑉𝑉2 を用いて3）送電線の終端電圧実効値 𝑉𝑉3 [V]を 𝑃𝑃1�，𝑉𝑉2，𝑅𝑅 を用いて答えよ。4）変圧器Ⅱの1次側の時間平均電力 𝑃𝑃�2 [W]を 𝑃𝑃1�，𝑉𝑉2，𝑅𝑅 を用いて答えよ。5）変圧器Ⅱの1次側と2次側の電力は保存されるので，需要家に送られる時間平均電力は 𝑃𝑃�2 [W]である。したがって，発電所で発電された電力と需要家に送られる電力の比は 𝑃𝑃�2𝑃𝑃�1 となる。𝑃𝑃�2𝑃𝑃�1 を𝑃𝑃1�,𝑉𝑉2,𝑅𝑅 を用いて答えよ。 6）発電所から需要家へ一定の電力 𝑃𝑃1� [W]を送電する場合，より効率的に（損失を小さく）電力を答えよ。伝送するためには，どうすればよいと考えられるか。5) の解答を参考に答えよ。また，それを実現するためにはどのような技術的課題があると考えられるか。あなたの意見を述べよ。発電所図6. 交流電力の送電の模式図送電線需要家（抵抗負荷） 【課題３】コンセントから利用できる電圧が交流である理由として，電圧を容易に昇圧または降圧（上げ下げ）できることが挙げられる。発電所で発電された電力は，昇圧や降圧を繰り返して需要家である私たちのもとに送られてくる。図6は，交流電力の送電の模式図を示している。発電所で発電された時間平
元のページ ../index.html#16