次の文章は，直流電動機に関する記述である。
ただし，鉄心の磁気飽和，電機子反作用，電機子抵抗やブラシの接触による電圧降下は無視できるものとする。
分巻電動機と直巻電動機はいずれも界磁電流を電機子と同一の電源から供給できる電動機である。
分巻電動機において端子電圧と界磁抵抗を一定にすれば，負荷電流が増加したとき界磁磁束は(ア)，トルクは負荷電流に(イ)する。
直巻電動機においては負荷電流が増加したとき界磁磁束は(ウ)，トルクは負荷電流の(エ)に比例する。
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(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
正答1
解説
正解は(1)。
分巻電動機は端子電圧と界磁抵抗が一定なら界磁電流も一定となり，磁気飽和を無視すれば界磁磁束φは負荷電流に関わらず一定である。
トルクT=kφIaでφが一定なのでトルクは電機子電流（負荷電流）に比例する。
直巻電動機は界磁巻線が電機子と直列なので負荷電流の増加でそのまま界磁電流も増加し，磁気飽和を無視すればφは負荷電流に比例して増加する。
したがってT=kφIa∝Ia×Ia=Ia^2となり，トルクは負荷電流の2乗に比例する。
よって(ア)一定で(イ)比例(ウ)増加し(エ)2乗となる(1)が正しい。