令和4年度上期第三種電気主任技術者試験（電験三種）の問題と解説【全80問】

全問題を正答・解説付きで掲載しています。

問1

理論

問1　面積がともにS［m²］で円形の二枚の電極板（導体平板）を，互いの中心が一致するように間隔d［m］で平行に向かい合わせて置いた平行板コンデンサがある。電極板間は誘電率ε［F/m］の誘電体で一様に満たされ，電極板間の電位差は電圧V［V］の直流電源によって一定に保たれている。この平行板コンデンサに関する記述として，誤っているものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。ただし，コンデンサの端効果は無視できるものとする。

1.誘電体内の等電位面は，電極板と誘電体の境界面に対して平行である。
2.コンデンサに蓄えられる電荷量は，誘電率が大きいほど大きくなる。
3.誘電体内の電界の大きさは，誘電率が大きいほど小さくなる。
4.誘電体内の電束密度の大きさは，電極板の単位面積当たりの電荷量の大きさに等しい。
5.静電エネルギーは誘電体内に蓄えられ，電極板の面積を大きくすると静電エネルギーは増大する。

正解：3

解説

考え方

平行板コンデンサ内の電界の大きさは $E=\frac{V}{d}$ で決まる。電源電圧 $V$ と極板間隔 $d$ が一定なら、誘電率 $\varepsilon$ の大小に関係なく $E$ は一定である。よって「誘電体内の電界の大きさは誘電率が大きいほど小さくなる」という(3)の記述は誤り。なお、電荷は $Q=CV=\frac{\varepsilon S}{d}V$ で $\varepsilon$ が大きいほど大きく(2は正)、電束密度は $D=\varepsilon E=\frac{Q}{S}$ で単位面積当たりの電荷に等しく(4は正)、静電エネルギー $W=\frac{1}{2}\frac{\varepsilon S}{d}V^2$ は面積を大きくすると増える(5は正)ので、これらは正しい。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：3

問2

理論

問2　真空中において，図に示すように一辺の長さが1mの正三角形の各頂点に1C又は-1Cの点電荷がある。この場合，正の点電荷に働く力の大きさF1［N］と，負の点電荷に働く力の大きさF2［N］の比F2／F1の値として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

1.√2
2.1.5
3.√3
4.2
5.√5

正解：3

解説

考え方

一辺 $1\text{ m}$ の正三角形の各頂点に、2つが $+1\text{ C}$ 、1つが $-1\text{ C}$ の電荷があるとする。任意の2電荷間に働く力の大きさは $F=k\frac{1\times 1}{1^2}=k$ （ $k$ はクーロン定数）で等しい。負電荷には2つの正電荷からの引力（各 $k$ ）が働き、2力のなす角は $60^\circ$ 。合力は $F_2=\sqrt{k^2+k^2+2k^2\cos 60^\circ}=\sqrt{3}\,k$ 。正電荷には、もう一方の正電荷からの斥力と負電荷からの引力（各 $k$ ）が働き、2力のなす角は $120^\circ$ 。合力は $F_1=\sqrt{k^2+k^2+2k^2\cos 120^\circ}=k$ 。よって $\frac{F_2}{F_1}=\frac{\sqrt{3}\,k}{k}=\sqrt{3}\approx 1.73$ 。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：3

問3

理論

問3　図のような環状鉄心に巻かれたコイルがある。図の環状コイルについて，・端子1-2間の自己インダクタンスを測定したところ，40mHであった。・端子3-4間の自己インダクタンスを測定したところ，10mHであった。・端子2と3を接続した状態で端子1-4間のインダクタンスを測定したところ，86mHであった。このとき，端子1-2間のコイルと端子3-4間のコイルとの間の結合係数kの値として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

1.0.81
2.0.90
3.0.95
4.0.98
5.1.8

正解：2

解説

考え方

端子2と3を接続して1-4間を測ると、2つのコイルが直列（和動接続）となり $L_{14}=L_1+L_2+2M$ 。 $L_1=40\text{ mH}$ 、 $L_2=10\text{ mH}$ 、 $L_{14}=86\text{ mH}$ を代入すると $2M=86-(40+10)=36$ 、よって $M=18\text{ mH}$ 。結合係数は $k=\frac{M}{\sqrt{L_1 L_2}}=\frac{18}{\sqrt{40\times 10}}=\frac{18}{20}=0.90$ 。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：2

問4

理論

問4　図1のように，磁束密度B＝0.02Tの一様な磁界の中に長さ0.5mの直線状導体が磁界の方向と直角に置かれている。図2のようにこの導体が磁界と直角を維持しつつ磁界に対して60°の角度で，二重線の矢印の方向に0.5m/sの速さで移動しているとき，導体に生じる誘導起電力eの値［mV］として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。ただし，静止した座標系から見て，ローレンツ力による起電力が発生しているものとする。

1.2.5
2.3.0
3.4.3
4.5.0
5.8.6

正解：3

解説

考え方

磁界中を運動する直線導体に生じる誘導起電力は $e=B\,l\,v\,\sin\theta$ 。ここで $\theta$ は導体の移動方向と磁界のなす角。 $B=0.02\text{ T}$ 、 $l=0.5\text{ m}$ 、 $v=0.5\text{ m/s}$ 、 $\theta=60^\circ$ を代入すると $e=0.02\times 0.5\times 0.5\times\sin 60^\circ=0.005\times 0.866\approx 4.3\times 10^{-3}\text{ V}=4.3\text{ mV}$ 。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：3

問5

理論

問5　図1のように，二つの抵抗R1＝1Ω，R2［Ω］と電圧V［V］の直流電源からなる回路がある。この回路において，抵抗R2［Ω］の両端の電圧値が100V，流れる電流I2の値が5Aであった。この回路に図2のように抵抗R3＝5Ωを接続したとき，抵抗R3［Ω］に流れる電流I3の値［A］として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

1.4.2
2.16.8
3.20
4.21
5.26.3

正解：2

解説

考え方

図1で $R_2$ の電圧が $100\text{ V}$ 、電流 $I_2=5\text{ A}$ なので $R_2=\frac{100}{5}=20\,\Omega$ 。 $R_1$ と $R_2$ は直列で同じ電流が流れるから、電源電圧は $V=I_2 R_1+100=5\times 1+100=105\text{ V}$ 。図2で $R_3=5\,\Omega$ を $R_2$ に並列接続すると、並列合成は $\frac{20\times 5}{20+5}=4\,\Omega$ 。回路全体は $R_1+4=1+4=5\,\Omega$ となり、全電流は $\frac{105}{5}=21\text{ A}$ 。並列部の電圧は $21\times 4=84\text{ V}$ なので、 $I_3=\frac{84}{5}=16.8\text{ A}$ 。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：2

問6

理論

問6　図1に示すように，静電容量C1＝4μFとC2＝2μFの二つのコンデンサが直列に接続され，直流電圧6Vで充電されている。次に電荷が蓄積されたこの二つのコンデンサを直流電源から切り離し，電荷を保持したまま同じ極性の端子同士を図2に示すように並列に接続する。並列に接続後のコンデンサの端子間電圧の大きさV［V］の値として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

1.2／3
2.4／3
3.8／3
4.16／3
5.32／3

正解：3

解説

考え方

直列時の合成容量は $C=\frac{C_1 C_2}{C_1+C_2}=\frac{4\times 2}{4+2}=\frac{4}{3}\,\mu\text{F}$ 。このとき各コンデンサに蓄えられる電荷は等しく $Q=CV=\frac{4}{3}\times 6=8\,\mu\text{C}$ 。同じ極性の端子どうしを並列に接続すると、総電荷は $8+8=16\,\mu\text{C}$ 、合成容量は $C_1+C_2=4+2=6\,\mu\text{F}$ 。よって端子電圧は $V=\frac{16}{6}=\frac{8}{3}\text{ V}$ 。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：3

問7

理論

問7　図のように，抵抗6個を接続した回路がある。この回路において，ab端子間の合成抵抗の値が0.6Ωであった。このとき，抵抗Rxの値［Ω］として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

1.1.0
2.1.2
3.1.5
4.1.8
5.2.0

正解：1

解説

考え方

この回路は、a-b間を上下の頂点、左右の中間点を結ぶブリッジ回路である。上頂点(a側)から左中間点へ $1\,\Omega$ 、右中間点へ $1\,\Omega$ 、左中間点から下頂点(b側)へ $2\,\Omega$ 、右中間点から下頂点へ $2\,\Omega$ 、左右の中間点どうしを結ぶブリッジ辺に $2\,\Omega$ 、そしてa-b間(上頂点-下頂点間)を直接結ぶ位置に $R_x$ が入っている。

まずブリッジの平衡条件を確認する。上頂点から見た比は、左経路が $1\,\Omega$ と $2\,\Omega$ 、右経路も $1\,\Omega$ と $2\,\Omega$ で $\dfrac{1}{2}=\dfrac{1}{2}$ となり比が等しいため、ブリッジは平衡している。よって中央の $2\,\Omega$ (左右中間点間)には電流が流れず、この抵抗は無視してよい。

ブリッジを除いた残りの回路は、上頂点-左中間点-下頂点の直列経路( $1+2=3\,\Omega$ )と、上頂点-右中間点-下頂点の直列経路( $1+2=3\,\Omega$ )が並列になった形である。この合成抵抗は $\dfrac{3\times 3}{3+3}=1.5\,\Omega$

この $1.5\,\Omega$ は、a-b間を直接結ぶ $R_x$ と並列になっている。ab間の合成抵抗が $0.6\,\Omega$ であることから $\dfrac{1.5\times R_x}{1.5+R_x}=0.6$ これを解くと $1.5R_x=0.6(1.5+R_x)=0.9+0.6R_x$ $0.9R_x=0.9$ $R_x=1.0\,\Omega$

出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：1

問8

理論

問8　図のように，周波数f［Hz］の正弦波交流電圧E［V］の電源に，R［Ω］の抵抗，インダクタンスL［H］のコイルとスイッチSを接続した回路がある。スイッチSが開いているときに回路が消費する電力［W］は，スイッチSが閉じているときに回路が消費する電力［W］の1／2になった。このとき，L［H］の値を表す式として，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

1.2πfR
2.R／2πf
3.2πf／R
4.(2πf)²／R
5.R／πf

正解：2

解説

考え方

スイッチ $S$ が閉じているときはコイル $L$ が短絡され、抵抗 $R$ だけになるので消費電力は $P_{閉}=\frac{E^2}{R}$ 。 $S$ が開いているときは $R$ と $L$ の直列で、消費電力は $P_{開}=\frac{E^2 R}{R^2+(2\pi f L)^2}$ 。条件 $P_{開}=\frac{1}{2}P_{閉}$ より $\frac{R}{R^2+(2\pi f L)^2}=\frac{1}{2R}$ 。整理すると $2R^2=R^2+(2\pi f L)^2$ 、すなわち $R=2\pi f L$ 。よって $L=\frac{R}{2\pi f}$ 。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：2

問9

理論

問9　図のように，5Ωの抵抗，200mHのインダクタンスをもつコイル，20μFの静電容量をもつコンデンサを直列に接続した回路に周波数f［Hz］の正弦波交流電圧E［V］を加えた。周波数fを回路に流れる電流が最大となるように変化させたとき，コイルの両端の電圧の大きさは抵抗の両端の電圧の大きさの何倍か。最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

1.5
2.10
3.15
4.20
5.25

正解：4

解説

考え方

電流が最大になるのは直列共振時である。共振角周波数は $\omega_0=\frac{1}{\sqrt{LC}}=\frac{1}{\sqrt{0.2\times 20\times 10^{-6}}}=500\text{ rad/s}$ 。共振時、抵抗の電圧は電源電圧に等しく、コイルの電圧との比は $Q=\frac{\omega_0 L}{R}=\frac{500\times 0.2}{5}=\frac{100}{5}=20$ 。よってコイル両端の電圧は抵抗両端の電圧の $20$ 倍。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：4

問10

理論

問10　図の回路において，スイッチSが開いているとき，静電容量C1＝4mFのコンデンサには電荷Q1＝0.3Cが蓄積されており，静電容量C2＝2mFのコンデンサの電荷はQ2＝0Cである。この状態でスイッチSを閉じて，それから時間が十分に経過して過渡現象が終了した。この間に抵抗R［Ω］で消費された電気エネルギー［J］の値として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

1.1.25
2.2.50
3.3.75
4.5.63
5.7.50

正解：3

解説

考え方

初め $C_1$ に $Q_1=0.3\text{ C}$ が蓄えられており、初期の静電エネルギーは $W_i=\frac{Q_1^2}{2C_1}=\frac{0.3^2}{2\times 4\times 10^{-3}}=11.25\text{ J}$ 。スイッチを閉じて十分時間が経つと電荷が再分配され、共通電圧は $V=\frac{Q_1}{C_1+C_2}=\frac{0.3}{6\times 10^{-3}}=50\text{ V}$ 。最終エネルギーは $W_f=\frac{1}{2}(C_1+C_2)V^2=\frac{1}{2}\times 6\times 10^{-3}\times 50^2=7.5\text{ J}$ 。抵抗 $R$ で消費されたエネルギーは $W_i-W_f=11.25-7.5=3.75\text{ J}$ 。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：3

問11

理論

問11　次の文章は，電界効果トランジスタ(FET)に関する記述である。図は，nチャネル接合形FETの断面を示した模式図である。ドレーン(D)電極に電圧VDSを加え，ソース(S)電極を接地すると，nチャネルの　(ア)　キャリヤが移動してドレーン電流IDが流れる。ゲート(G)電極に逆方向電圧VGSを加えると，pn接合付近に空乏層が形成されてnチャネルの幅が　(イ)　し，ドレーン電流IDが　(ウ)　する。このことからFETは　(エ)　制御形の素子である。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。

1.(ア)少数　(イ)減少　(ウ)増加　(エ)電流
2.(ア)少数　(イ)増加　(ウ)増加　(エ)電流
3.(ア)多数　(イ)増加　(ウ)減少　(エ)電圧
4.(ア)多数　(イ)減少　(ウ)減少　(エ)電流
5.(ア)多数　(イ)減少　(ウ)減少　(エ)電圧

正解：5

解説

考え方

nチャネル接合形FETでは、nチャネルの多数キャリヤ（電子）が移動してドレーン電流 $I_D$ が流れる（ア：多数）。ゲートに逆方向電圧を加えると、pn接合付近に空乏層が広がってnチャネルの幅が減少し（イ：減少）、ドレーン電流 $I_D$ が減少する（ウ：減少）。ゲート電圧でドレーン電流を制御するので、FETは電圧制御形の素子である（エ：電圧）。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：5

問12

理論

問12　真空中において，電子の運動エネルギーが400eVのときの速さが1.19×10⁷m/sであった。電子の運動エネルギーが100eVのときの速さ［m/s］の値として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。ただし，電子の相対性理論効果は無視するものとする。

1.2.98×10⁶
2.5.95×10⁶
3.2.38×10⁷
4.2.98×10⁹
5.5.95×10⁹

正解：2

解説

考え方

運動エネルギーは $W=\frac{1}{2}mv^2$ なので、速さは $v\propto\sqrt{W}$ 。 $v_2=v_1\sqrt{\frac{100}{400}}=v_1\times\frac{1}{2}=\frac{1.19\times 10^7}{2}=5.95\times 10^6\text{ m/s}$ 。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：2

問13

理論

問13　次の文章は，図1の回路の動作について述べたものである。図1は，演算増幅器（オペアンプ）を用いたシュミットトリガ回路である。この演算増幅器には+5Vの単電源が供給されており，0Vから5Vまでの範囲の電圧を出力できるものとする。・出力電圧voutは0～5Vの間にあるため，演算増幅器の非反転入力の電圧v⁺［V］は　(ア)　の間にある。・入力電圧vinを0Vから徐々に増加させると，vinが　(イ)　Vを上回った瞬間，voutは5Vから0Vに変化する。・入力電圧vinを5Vから徐々に減少させると，vinが　(ウ)　Vを下回った瞬間，voutは0Vから5Vに変化する。・入力vinに対する出力voutの変化を描くと，図2のような　(エ)　を示す特性となる。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。

1.(ア)1.25～3.75　(イ)3.75　(ウ)1.25　(エ)位相遅れ
2.(ア)1.25～3.75　(イ)1.25　(ウ)3.75　(エ)ヒステリシス
3.(ア)2～3　(イ)2　(ウ)3　(エ)ヒステリシス
4.(ア)2～3　(イ)2.75　(ウ)2.25　(エ)位相遅れ
5.(ア)2～3　(イ)3　(ウ)2　(エ)ヒステリシス

正解：5

解説

考え方

このシュミットトリガでは、非反転入力の電圧 $v^+$ は出力（ $0$ 〜 $5\text{ V}$ ）と基準抵抗で決まり、 $2$ 〜 $3\text{ V}$ の間を取る（ア：2〜3）。 $v_{in}$ を $0\text{ V}$ から増加させると、 $v^+$ の上側しきい値 $3\text{ V}$ を上回った瞬間、出力は $5\text{ V}$ から $0\text{ V}$ に変わる（イ：3）。逆に $v_{in}$ を減少させると、下側しきい値 $2\text{ V}$ を下回った瞬間、出力は $0\text{ V}$ から $5\text{ V}$ に戻る（ウ：2）。しきい値が2つあり異なるため、ヒステリシス特性を示す（エ：ヒステリシス）。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：5

問14

理論

問14　次の文章は，電気計測に関する記述である。電気に関する物理量の測定に用いる方法には各種あるが，指示計器のように測定量を指針の振れの大きさに変えて，その指示から測定量を知る方法を　(ア)　法という。これに比較して精密な測定を行う場合に用いられている　(イ)　法は，測定量と同種類で大きさを調整できる既知量を別に用意し，既知量を測定量に平衡させて，そのときの既知量の大きさから測定量を知る方法である。 (イ)　法を用いた測定器の例としては，　(ウ)　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(1)～(5)のうちから一つ選べ。

1.(ア)偏位　(イ)零位　(ウ)ホイートストンブリッジ
2.(ア)間接　(イ)差動　(ウ)誘導形電力量計
3.(ア)間接　(イ)零位　(ウ)ホイートストンブリッジ
4.(ア)偏位　(イ)差動　(ウ)誘導形電力量計
5.(ア)偏位　(イ)零位　(ウ)誘導形電力量計

正解：1

解説

考え方

測定量を指針の振れの大きさに変えて、その指示から測定量を知る方法を偏位法という（ア：偏位）。これに対し、大きさを調整できる既知量を測定量に平衡させ、平衡したときの既知量から測定量を知る方法を零位法という（イ：零位）。零位法を用いた測定器の代表例がホイートストンブリッジである（ウ：ホイートストンブリッジ）。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：1

問15(a)

理論

問15(a)　図のように，線間電圧200Vの対称三相交流電源に，三相負荷として誘導性リアクタンスX＝9Ωの3個のコイルとR［Ω］，20Ω，20Ω，60Ωの4個の抵抗を接続した回路がある。端子a，b，cから流入する線電流の大きさは等しいものとする。この回路について，次の(a)及び(b)の問に答えよ。線電流の大きさが7.7A，三相負荷の無効電力が1.6kvarであるとき，三相負荷の力率の値として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

1.0.5
2.0.6
3.0.7
4.0.8
5.1.0

正解：4

解説

考え方

三相負荷の皮相電力は $S=\sqrt{3}\,V_l I_l=\sqrt{3}\times 200\times 7.7\approx 2667\text{ V·A}$ 。無効電力は $Q=1.6\text{ kvar}=1600\text{ var}$ 。有効電力は $P=\sqrt{S^2-Q^2}=\sqrt{2667^2-1600^2}\approx 2133\text{ W}$ となるので、力率は $\cos\theta=\frac{P}{S}=\frac{2133}{2667}\approx 0.8$ 。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：4

問15(b)

理論

問15(b)　図のように，線間電圧200Vの対称三相交流電源に，三相負荷として誘導性リアクタンスX＝9Ωの3個のコイルとR［Ω］，20Ω，20Ω，60Ωの4個の抵抗を接続した回路がある。端子a，b，cから流入する線電流の大きさは等しいものとする。この回路について，次の(a)及び(b)の問に答えよ。 a相に接続されたRの値［Ω］として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

1.4
2.8
3.12
4.40
5.80

正解：2

解説

考え方

図の負荷はP(a相側)・Q(c相側)・S(b相側)を頂点とする $\Delta$ 結線で、 $P$ - $Q$ 間 $20\,\Omega$ 、 $P$ - $S$ 間 $20\,\Omega$ 、 $Q$ - $S$ 間 $60\,\Omega$ である。各線には $X=9\,\Omega$ のリアクトルが直列に入り、a相のみさらに抵抗 $R$ が直列に追加されている。線電流の大きさがすべて等しいという条件から $R$ を求める。

まず $\Delta$ を $Y$ に変換する。 $\Delta$ の3辺の和は $20+20+60=100\,\Omega$ なので、各頂点の $Y$ 抵抗は隣接2辺の積を和で割って求まる。 $R_P=\dfrac{20\times 20}{100}=4\,\Omega,\quad R_Q=\dfrac{20\times 60}{100}=12\,\Omega,\quad R_S=\dfrac{20\times 60}{100}=12\,\Omega$

これにより各相の中性点までのインピーダンスは $\dot Z_a=(R+4)+j9,\quad \dot Z_b=12+j9,\quad \dot Z_c=12+j9$ となる。b相とc相は同じ大きさなので、線電流を等しくするにはa相の大きさもこれに一致させればよい。 $|\dot Z_b|=|\dot Z_c|=\sqrt{12^2+9^2}=\sqrt{144+81}=\sqrt{225}=15\,\Omega$

$|\dot Z_a|=15\,\Omega$ となる条件から $\sqrt{(R+4)^2+9^2}=15$ $(R+4)^2=225-81=144$ $R+4=12$ $R=8\,\Omega$

出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：2

問16(a)

理論

問16(a)　図は，抵抗Rab［kΩ］のすべり抵抗器，抵抗Rd［kΩ］，抵抗Re［kΩ］と直流電圧Es＝12Vの電源を用いて，端子H，G間に接続した未知の直流電圧［V］を測るための回路である。次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし，端子Gを電位の基準（0V）とする。抵抗Rd＝5kΩ，抵抗Re＝5kΩとして，直流電圧3Vの電源の正極を端子Hに，負極を端子Gに接続した。すべり抵抗器の接触子Cの位置を調整して検流計の電流を零にしたところ，すべり抵抗器の端子Bと接触子C間の抵抗Rbc＝18kΩとなった。すべり抵抗器の抵抗Rab［kΩ］の値として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

1.18
2.24
3.36
4.42
5.50

正解：2

解説

考え方

検流計の電流が零になる平衡条件で考える。すべり抵抗器には $E_s=12\text{ V}$ が加わり、接触子 $C$ の電位は $V_C=E_s\frac{R_{bc}}{R_{ab}}$ 。一方 $R_d,\ R_e$ は $E_s$ を分圧し、その接続点の電位は $V_D=E_s\frac{R_e}{R_d+R_e}$ 。平衡時、入力電圧はこの2点の電位差に等しいので $3=E_s\frac{R_{bc}}{R_{ab}}-E_s\frac{R_e}{R_d+R_e}=12\times\frac{18}{R_{ab}}-12\times\frac{5}{5+5}=\frac{216}{R_{ab}}-6$ 。よって $\frac{216}{R_{ab}}=9$ より $R_{ab}=24\text{ k}\Omega$ 。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：2

問16(b)

理論

問16(b)　図は，抵抗Rab［kΩ］のすべり抵抗器，抵抗Rd［kΩ］，抵抗Re［kΩ］と直流電圧Es＝12Vの電源を用いて，端子H，G間に接続した未知の直流電圧［V］を測るための回路である。次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし，端子Gを電位の基準（0V）とする。次に，直流電圧3Vの電源を取り外し，未知の直流電圧Ex［V］の電源を端子H，G間に接続した。ただし，端子Gから見た端子Hの電圧をEx［V］とする。　抵抗Rd＝2kΩ，抵抗Re＝22kΩとしてすべり抵抗器の接触子Cの位置を調整し，すべり抵抗器の端子Bと接触子C間の抵抗Rbc＝12kΩとしたときに，検流計の電流が零となった。このときのEx［V］の値として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

1.-5
2.-3
3.0
4.3
5.5

正解：1

解説

考え方

(a)と同じ平衡条件 $E_x=E_s\frac{R_{bc}}{R_{ab}}-E_s\frac{R_e}{R_d+R_e}$ を使う。すべり抵抗器は同じもので $R_{ab}=24\text{ k}\Omega$ 、今回は $R_{bc}=12\text{ k}\Omega$ 、 $R_d=2\text{ k}\Omega$ 、 $R_e=22\text{ k}\Omega$ だから $E_x=12\times\frac{12}{24}-12\times\frac{22}{2+22}=6-11=-5\text{ V}$ 。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：1

問17(a)

理論

問17(a)　図のように直列に接続された二つの平行平板コンデンサに120Vの電圧が加わっている。コンデンサC1の金属板間は真空であり，コンデンサC2の金属板間には比誘電率εrの誘電体が挿入されている。コンデンサC1，C2の金属板間の距離は等しく，C1の金属板の面積はC2の2倍である。このとき，コンデンサC1の両端の電圧が80Vであった。次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし，コンデンサの端効果は無視できるものとする。コンデンサC2の誘電体の比誘電率εrの値として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

正解：4

解説

考え方

直列接続なので両コンデンサの電荷 $Q$ は等しい。 $C_1$ の電圧が $80\text{ V}$ 、全体が $120\text{ V}$ なので $C_2$ の電圧は $40\text{ V}$ 。 $Q=C_1\times 80=C_2\times 40$ より $\frac{C_1}{C_2}=\frac{40}{80}=\frac{1}{2}$ 。極板間隔は等しく、 $C_1$ の面積は $C_2$ の2倍だから $C_1=\varepsilon_0\frac{2S}{d}$ 、 $C_2=\varepsilon_0\varepsilon_r\frac{S}{d}$ 。よって $\frac{C_1}{C_2}=\frac{2}{\varepsilon_r}=\frac{1}{2}$ となり、 $\varepsilon_r=4$ 。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：4

問17(b)

理論

問17(b)　図のように直列に接続された二つの平行平板コンデンサに120Vの電圧が加わっている。コンデンサC1の金属板間は真空であり，コンデンサC2の金属板間には比誘電率εrの誘電体が挿入されている。コンデンサC1，C2の金属板間の距離は等しく，C1の金属板の面積はC2の2倍である。このとき，コンデンサC1の両端の電圧が80Vであった。次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし，コンデンサの端効果は無視できるものとする。 C1の静電容量が30μFのとき，C1とC2の合成容量の値［μF］として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

1.10
2.20
3.30
4.40
5.50

正解：2

解説

考え方

(a)より $\frac{C_1}{C_2}=\frac{1}{2}$ なので $C_2=2C_1=2\times 30=60\,\mu\text{F}$ 。直列合成容量は $C=\frac{C_1 C_2}{C_1+C_2}=\frac{30\times 60}{30+60}=\frac{1800}{90}=20\,\mu\text{F}$ 。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：2

問18(a)

理論

問18(a)　図1，図2及び図3は，トランジスタ増幅器のバイアス回路を示す。次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし，VCCは電源電圧，VBはベース電圧，IBはベース電流，ICはコレクタ電流，IEはエミッタ電流，R，RB，RC及びREは抵抗を示す。次の①式，②式及び③式は，図1，図2及び図3のいずれかの回路のベース・エミッタ間の電圧VBEを示す。 VBE＝VB－IE・RE　……① VBE＝VCC－IB・R　……② VBE＝VCC－IB・R－IE・RC　……③ 上記の式と図の組合せとして，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

1.(①式)図1　(②式)図2　(③式)図3
2.(①式)図2　(②式)図3　(③式)図1
3.(①式)図3　(②式)図1　(③式)図2
4.(①式)図1　(②式)図3　(③式)図2
5.(①式)図3　(②式)図2　(③式)図1

正解：3

解説

考え方

①式 $V_{BE}=V_B-I_E R_E$ は、ベース電圧 $V_B$ からエミッタ抵抗 $R_E$ の電圧降下を引く形で、 $R_E$ をもつ電流帰還（分圧）バイアス回路を表す（図3）。 ②式 $V_{BE}=V_{CC}-I_B R$ は、電源 $V_{CC}$ からベース抵抗 $R$ の降下を引く固定バイアス回路を表す（図1）。 ③式 $V_{BE}=V_{CC}-I_B R-I_E R_C$ は、コレクタ側から帰還抵抗 $R$ を通す電圧帰還バイアス回路を表す（図2）。よって ①式=図3、②式=図1、③式=図2 の組合せとなる。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：3

問18(b)

理論

問18(b)　図1，図2及び図3は，トランジスタ増幅器のバイアス回路を示す。次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし，VCCは電源電圧，VBはベース電圧，IBはベース電流，ICはコレクタ電流，IEはエミッタ電流，R，RB，RC及びREは抵抗を示す。次の文章a，b及びcは，それぞれのバイアス回路における周囲温度の変化と電流ICとの関係について述べたものである。ただし，hFEは直流電流増幅率を表す。 a　温度上昇によりhFEが増加するとICが増加し，バイアス安定度が悪いバイアス回路の図は　(ア)　である。 b　hFEの変化によりICが増加しようとすると，VBはほぼ一定であるからVBEが減少するので，ICやIEの増加を妨げるように働く。ICの変化の割合が比較的低く，バイアス安定度が良いものの，電力損失が大きいバイアス回路の図は　(イ)　である。 c　hFEの変化によりICが増加しようとすると，RCの電圧降下も増加することでコレクタ・エミッタ間の電圧VCEが低下する。これによりRの電圧が減少してIBが減少するので，ICの増加が抑えられるバイアス回路の図は　(ウ)　である。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(1)～(5)のうちから一つ選べ。

1.(ア)図1　(イ)図2　(ウ)図3
2.(ア)図2　(イ)図3　(ウ)図1
3.(ア)図3　(イ)図1　(ウ)図2
4.(ア)図1　(イ)図3　(ウ)図2
5.(ア)図2　(イ)図1　(ウ)図3

正解：4

解説

考え方

a：温度上昇で $h_{FE}$ が増えると $I_C$ が増加し、安定度が悪い回路は固定バイアスの図1（ア：図1）。 b： $V_B$ がほぼ一定なので $V_{BE}$ の減少が $I_C$ ・ $I_E$ の増加を妨げ、安定度は良いが電力損失が大きいのは、エミッタ抵抗をもつ分圧バイアスの図3（イ：図3）。 c： $R_C$ の電圧降下が増えて $V_{CE}$ が下がり、 $R$ の電圧が減って $I_B$ が減少し $I_C$ の増加を抑えるのは、電圧帰還バイアスの図2（ウ：図2）。よって (ア)図1、(イ)図3、(ウ)図2。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：4

問1

電力

問1　水力発電に関する記述として，誤っているものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

1.水車発電機の回転速度は，汽力発電と比べて小さいため，発電機の磁極数は多くなる。
2.水車発電機の電圧の大きさや周波数は，自動電圧調整器や調速機を用いて制御される。
3.フランシス水車やペルトン水車などで用いられる吸出し管は，水車ランナと放水面までの落差を有効に利用し，水車の出力を増加する効果がある。
4.我が国の大部分の水力発電所において，水車や発電機の始動・運転・停止などの操作は遠隔監視制御方式で行われ，発電所は無人化されている。
5.カプラン水車は，プロペラ水車の一種で，流量に応じて羽根の角度を調整することができるため部分負荷での効率の低下が少ない。

正解：3

解説

考え方

吸出し管（ドラフトチューブ）は、フランシス水車やカプラン水車などの反動水車で、ランナ出口から放水面までの落差を有効に利用して水車の出力を増す装置である。一方ペルトン水車は衝動水車であり、ランナが大気中で回転するため吸出し管は用いない。したがって「フランシス水車やペルトン水車などで用いられる吸出し管」とする(3)の記述は誤りである。 (1)水車は低速回転のため磁極数が多い、(2)自動電圧調整器・調速機による制御、(4)遠隔監視制御による無人化、(5)カプラン水車の可動羽根はいずれも正しい。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：3

問2

電力

問2　次の文章は，火力発電所のタービン発電機に関する記述である。火力発電所のタービン発電機は，2極の回転界磁形三相　(ア)　発電機が広く用いられている。　(イ)　強度の関係から，回転子の構造は　(ウ)　で直径が　(エ)　。発電機の大容量化に伴い冷却方式も工夫され，大容量タービン発電機の場合には密封形　(オ)　冷却方式が使われている。上記の記述中の空白箇所(ア)〜(オ)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。

1.(ア)同期　(イ)熱的　(ウ)突極形　(エ)小さい　(オ)窒素
2.(ア)誘導　(イ)熱的　(ウ)円筒形　(エ)大きい　(オ)水素
3.(ア)同期　(イ)機械的　(ウ)円筒形　(エ)小さい　(オ)水素
4.(ア)誘導　(イ)機械的　(ウ)突極形　(エ)大きい　(オ)窒素
5.(ア)同期　(イ)機械的　(ウ)突極形　(エ)小さい　(オ)窒素

正解：3

解説

考え方

火力発電所のタービン発電機は、2極の回転界磁形三相(ア)同期発電機が用いられる。回転子は高速回転するため(イ)機械的強度が問題となり、遠心力に耐えるよう(ウ)円筒形で直径を(エ)小さくし軸方向に長くした構造とする。大容量機では冷却効率のよい密封形(オ)水素冷却方式が使われる。よって(ア)同期・(イ)機械的・(ウ)円筒形・(エ)小さい・(オ)水素の組合せとなり、(3)が正しい。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：3

問3

電力

問3　ある汽力発電設備が，発電機出力19 MW で運転している。このとき，蒸気タービン入口における蒸気の比エンタルピーが3 550 kJ/kg，復水器入口における蒸気の比エンタルピーが2 500 kJ/kg，使用蒸気量が80 t/h であった。発電機効率が95 %であるとすると，タービン効率の値［%］として，最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

1.71
2.77
3.81
4.86
5.90

正解：4

解説

考え方

まず発電機効率からタービン出力を求める。発電機出力 $19 \text{ MW}$ 、発電機効率 $95\%$ より、タービン出力は $P_T = \frac{19}{0.95} = 20 \text{ MW}$ 。次にタービンに供給される熱量（蒸気の保有エネルギー）を求める。使用蒸気量 $80 \text{ t/h} = \frac{80 \times 10^3}{3600} = 22.2 \text{ kg/s}$ 、タービンでの比エンタルピー降下 $3550 - 2500 = 1050 \text{ kJ/kg}$ より、 $P_i = 22.2 \times 1050 = 23.3 \times 10^3 \text{ kW} = 23.3 \text{ MW}$ 。タービン効率は $\eta_T = \frac{P_T}{P_i} = \frac{20}{23.3} \approx 0.86 = 86\%$ 。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：4

問4

電力

問4　沸騰水型原子炉(BWR)に関する記述として，誤っているものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

1.燃料には低濃縮ウランを，冷却材及び減速材には軽水を使用する。
2.加圧水型原子炉(PWR)に比べて原子炉圧力が低く，蒸気発生器が無いので構成が簡単である。
3.出力調整は，制御棒の抜き差しと再循環ポンプの流量調節により行う。
4.制御棒は，炉心上部から燃料集合体内を上下することができる構造となっている。
5.タービン系統に放射性物質が持ち込まれるため，タービン等に遮へい対策が必要である。

正解：4

解説

考え方

沸騰水型原子炉(BWR)では、炉心上部で蒸気が発生するため制御棒を上から挿入できない。したがって制御棒は炉心下部から燃料集合体内へ挿入する構造となっている。「炉心上部から」とする(4)の記述は誤りである。 (1)低濃縮ウラン・軽水、(2)PWRより圧力が低く蒸気発生器が不要、(3)制御棒と再循環ポンプ流量による出力調整、(5)タービン系への放射性物質持込みと遮へい対策はいずれも正しい。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：4

問5

電力

問5　次の文章は，風力発電に関する記述である。風力発電は，風のエネルギーによって風車で発電機を駆動し発電を行う。風車は回転軸の方向により水平軸風車と垂直軸風車に分けられ，大電力用には主に　(ア)　軸風車が用いられる。風がもつ運動エネルギーは風速の　(イ)　乗に比例する。また，プロペラ型風車を用いた風力発電で取り出せる電力は，損失を無視すると風速の　(ウ)　乗に比例する。風が得られれば電力を発生できるため，発電するときに二酸化炭素を排出しない再生可能エネルギーであり，また，出力変動の　(エ)　電源とされる。発電機には誘導発電機や同期発電機が用いられる。同期発電機を用いてロータの回転速度を可変とした場合には，発生した電力は　(オ)　を介して電力系統へ送電される。上記の記述中の空白箇所(ア)〜(オ)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。

1.(ア)水平　(イ)2　(ウ)2　(エ)小さい　(オ)増速機
2.(ア)水平　(イ)2　(ウ)3　(エ)大きい　(オ)電力変換装置
3.(ア)水平　(イ)3　(ウ)3　(エ)大きい　(オ)電力変換装置
4.(ア)垂直　(イ)3　(ウ)2　(エ)小さい　(オ)増速機
5.(ア)垂直　(イ)2　(ウ)3　(エ)大きい　(オ)電力変換装置

正解：2

解説

考え方

大電力用には主に(ア)水平軸風車が用いられる。風がもつ運動エネルギーは $\frac{1}{2}mv^2$ で表され、風速の(イ)2乗に比例する。単位時間に風車を通過する空気の質量が風速に比例するため、取り出せる電力は風速の(ウ)3乗に比例する。風力は気象条件で変動するため出力変動の(エ)大きい電源とされる。回転速度可変とした同期発電機の電力は、(オ)電力変換装置（インバータ等）を介して系統へ送電される。よって(ア)水平・(イ)2・(ウ)3・(エ)大きい・(オ)電力変換装置の(2)が正しい。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：2

問6

電力

問6　電力系統の電圧調整に関する記述として，誤っているものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

1.線路リアクタンスが大きい送電線路では，受電端において進相コンデンサを負荷に並列することで，受電端での進み無効電流を増加させ，受電端電圧を上げることができる。
2.送電線路において送電端電圧と受電端電圧が一定であるとすると，負荷の力率が変化すれば受電端電力が変化する。このため，負荷が変動しても力率を調整することによって受電端電圧を一定に保つことができる。
3.送電線路での有効電力の損失は電圧に反比例するため，電圧調整により電圧を高めに運用することが損失を減らすために有効である。
4.進相コンデンサは無効電力を段階的にしか調整できないが，静止型無効電力補償装置は無効電力の連続的な調整が可能である。
5.電力系統の電圧調整には調相設備と共に，発電機の励磁調整による電圧調整が有効である。

正解：3

解説

考え方

送電線路での抵抗による有効電力損失は $P_{loss} = 3I^2R$ であり、電流 $I = \frac{P}{\sqrt{3}\,V\cos\theta}$ を代入すると $P_{loss} = \frac{P^2 R}{V^2 \cos^2\theta}$ となる。すなわち損失は電圧の2乗に反比例する。「電圧に反比例する」とした(3)は誤りである（正しくは2乗に反比例）。 (1)進相コンデンサによる電圧上昇、(2)力率調整による受電端電圧の一定保持、(4)SVCの連続調整、(5)発電機励磁調整はいずれも正しい。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：3

問7

電力

問7　図に示す過電流継電器の各種限時特性(ア)〜(エ)に対する名称の組合せとして，正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

1.(ア)反限時特性　(イ)反限時定限時特性　(ウ)定限時特性　(エ)瞬時特性
2.(ア)反限時定限時特性　(イ)反限時特性　(ウ)定限時特性　(エ)瞬時特性
3.(ア)反限時特性　(イ)定限時特性　(ウ)瞬時特性　(エ)反限時定限時特性
4.(ア)定限時特性　(イ)反限時定限時特性　(ウ)反限時特性　(エ)瞬時特性
5.(ア)反限時定限時特性　(イ)反限時特性　(ウ)瞬時特性　(エ)定限時特性

正解：1

解説

考え方

過電流継電器の限時特性は、動作電流倍数(整定値に対する実際の電流の倍率)と動作時間の関係で表され、代表的に反限時特性・反限時定限時特性・定限時特性・瞬時特性の4種に分類される。

図を見ると、(ア)は動作電流倍数1のとき約 $13\,\text{s}$ から出発し、電流が大きくなるにつれて滑らかかつ大きく時間が短くなり続ける曲線である。電流が大きいほど動作時間が短くなる特性そのものであり、上限・下限に張り付くことなく減少し続けるため反限時特性である。

(イ)も電流倍数1で約 $12\,\text{s}$ から出発して減少するが、(ア)より早い段階で減少が緩やかになり、電流が大きい領域では一定値に収束していく。低倍率では反限時特性のように動作時間が短縮し、高倍率では一定時間に落ち着くという2つの性質を併せ持つため反限時定限時特性である。

(ウ)と(エ)はいずれも電流倍数によらず一定の動作時間を示す水平線であるが、高さが異なる。(ウ)は約 $2\,\text{s}$ の水平線で、動作電流に関係なく一定時間後に動作する定限時特性を表す。(エ)はそれより低い約 $0.5\,\text{s}$ の水平線で、整定値を超えるとほぼ即座に動作する瞬時特性を表す。

以上より(ア)反限時特性・(イ)反限時定限時特性・(ウ)定限時特性・(エ)瞬時特性の組合せである(1)が正しい。

出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：1

問8

電力

問8　受電端電圧が20 kV の三相3線式の送電線路において，受電端での電力が2 000 kW，力率が0.9(遅れ)である場合，この送電線路での抵抗による全電力損失の値［kW］として，最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。ただし，送電線1線当たりの抵抗値は9 Ωとし，線路のインダクタンスは無視するものとする。

1.12.3
2.37.0
3.64.2
4.90.0
5.111

正解：5

解説

考え方

三相3線式の線電流は $I = \frac{P}{\sqrt{3}\,V\cos\theta} = \frac{2000 \times 10^3}{\sqrt{3} \times 20 \times 10^3 \times 0.9} \approx 64.2 \text{ A}$ 。全電力損失は3線分の抵抗損より $P_{loss} = 3I^2R = 3 \times 64.2^2 \times 9 \approx 111 \times 10^3 \text{ W} = 111 \text{ kW}$ 。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：5

問9

電力

問9　送電線路のフェランチ効果に関する記述として，誤っているものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

1.受電端電圧の方が送電端電圧よりも高くなる現象である。
2.短距離送電線路よりも，長距離送電線路の方が発生しやすい。
3.無負荷や軽負荷の場合よりも，負荷が重い場合に発生しやすい。
4.フェランチ効果発生時の線路電流の位相は，電圧に対して進んでいる。
5.分路リアクトルの運転により防止している。

正解：3

解説

考え方

フェランチ効果は、線路の対地静電容量に流れる進み電流が線路リアクタンスで電圧を上昇させ、受電端電圧が送電端電圧より高くなる現象である。この進み電流は無負荷や軽負荷のときに相対的に大きくなるため、フェランチ効果は無負荷・軽負荷時に発生しやすい。「負荷が重い場合に発生しやすい」とする(3)は誤りである。 (1)受電端電圧が高くなる、(2)長距離線路ほど発生しやすい、(4)電流が電圧に対し進み位相、(5)分路リアクトルで防止はいずれも正しい。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：3

問10

電力

問10　次の文章は，架空送電線の振動に関する記述である。架空送電線が電線と直角方向に毎秒数メートル程度の風を受けると，電線の後方に渦を生じて電線が上下に振動することがある。これを微風振動といい，　(ア)　電線で，径間が　(イ)　ほど，また，張力が　(ウ)　ほど発生しやすい。多導体の架空送電線において，風速が数〜20 m/s で発生し，10 m/s を超えると激しくなる振動を　(エ)　振動という。また，その他の架空送電線の振動には，送電線に氷雪が付着した状態で強い風を受けたときに発生する　(オ)　や，送電線に付着した氷雪が落下したときにその反動で電線が跳ね上がる現象などがある。上記の記述中の空白箇所(ア)〜(オ)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。

1.(ア)重い　(イ)長い　(ウ)小さい　(エ)サブスパン　(オ)ギャロッピング
2.(ア)軽い　(イ)長い　(ウ)大きい　(エ)サブスパン　(オ)ギャロッピング
3.(ア)重い　(イ)短い　(ウ)小さい　(エ)コロナ　(オ)ギャロッピング
4.(ア)軽い　(イ)短い　(ウ)大きい　(エ)サブスパン　(オ)スリートジャンプ
5.(ア)重い　(イ)長い　(ウ)大きい　(エ)コロナ　(オ)スリートジャンプ

正解：2

解説

考え方

微風振動は、電線後方に生じるカルマン渦により電線が上下振動する現象で、(ア)軽い電線ほど、径間が(イ)長いほど、張力が(ウ)大きいほど発生しやすい。多導体で風速数〜20 m/sで発生する振動を(エ)サブスパン振動という。氷雪が付着した状態で強風を受けて発生する自励振動が(オ)ギャロッピングである。よって(ア)軽い・(イ)長い・(ウ)大きい・(エ)サブスパン・(オ)ギャロッピングの(2)が正しい。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：2

問11

電力

問11　地中送電線路の故障点位置標定に関する記述として，誤っているものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

1.故障点位置標定は，地中送電線路で地絡事故や断線事故が発生した際に，事故点の位置を標定して地中送電線路を迅速に復旧させるために必要となる。
2.パルスレーダ法は，健全相のケーブルと故障点でのサージインピーダンスの違いを利用して，故障相のケーブルの一端からパルス電圧を入力してから故障点でパルス電圧が反射して戻ってくるまでの時間を計測し，ケーブル中のパルス電圧の伝搬速度を用いて故障点を標定する方法である。
3.静電容量測定法は，ケーブルの静電容量と長さが比例することを利用し，健全相と故障相のそれぞれのケーブルの静電容量の測定結果とケーブルのこう長から故障点を標定する方法である。
4.マーレーループ法は，並行する健全相と故障相の2本のケーブルに対して電気抵抗計測に使われるブリッジ回路を構成し，ブリッジ回路の平衡条件とケーブルのこう長から故障点を標定する方法である。
5.測定原理から，地絡事故にはパルスレーダ法とマーレーループ法が適用でき，断線事故には静電容量測定法とマーレーループ法が適用できる。

正解：5

解説

考え方

マーレーループ法はブリッジ回路の平衡を利用するため、故障相に電流を流せる地絡事故や短絡事故には適用できるが、導通が断たれる断線事故ではブリッジを構成できず適用できない。したがって「断線事故には静電容量測定法とマーレーループ法が適用できる」とする(5)は誤りである（断線には静電容量測定法が適し、マーレーループ法は不適）。 (1)〜(4)のパルスレーダ法・静電容量測定法・マーレーループ法の原理説明はいずれも正しい。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：5

問12

電力

問12　次の文章は，配電線路に用いられる柱上変圧器に関する記述である。柱上に設置される変圧器としては，容量　(ア)　のものが多く使用されている。鉄心には，けい素鋼板が多く使用されているが，　(イ)　のために鉄心にアモルファス金属材料を用いた変圧器も使用されている。また，変圧器保護のために，　(ウ)　を柱上変圧器に内蔵したものも使用されている。三相3線式200 Vに供給するときの結線には，Δ結線とV結線がある。V結線は単相変圧器2台によって構成できるため，Δ結線よりも変圧器の電柱への設置が簡素化できるが，同一容量の単相変圧器2台を使用して三相平衡負荷に供給している場合，同一容量の単相変圧器3台を使用したΔ結線と比較して，出力は　(エ)　倍となる。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。

1.(ア)10〜100 kV・A　(イ)小型化　(ウ)漏電遮断器　(エ)1／√3
2.(ア)10〜30 MV・A　(イ)低損失化　(ウ)漏電遮断器　(エ)√3／2
3.(ア)10〜30 MV・A　(イ)低損失化　(ウ)避雷器　(エ)√3／2
4.(ア)10〜100 kV・A　(イ)低損失化　(ウ)避雷器　(エ)1／√3
5.(ア)10〜100 kV・A　(イ)小型化　(ウ)避雷器　(エ)√3／2

正解：4

解説

考え方

柱上変圧器は容量(ア)10〜100 kV・A程度のものが多い。鉄損を減らす(イ)低損失化のためにアモルファス鉄心変圧器も使われる。雷サージから保護するため(ウ)避雷器を内蔵したものもある。V結線はΔ結線に比べ、同一容量の単相変圧器2台での出力が(エ) $\frac{1}{\sqrt{3}}$ 倍（利用率 $\frac{\sqrt{3}}{2} \approx 0.866$ ）となる。よって(ア)10〜100 kV・A・(イ)低損失化・(ウ)避雷器・(エ) $\frac{1}{\sqrt{3}}$ の(4)が正しい。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：4

問13

電力

問13　高圧架空配電線路又は高圧地中配電線路を構成する機材として，使用されることのないものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

1.柱上開閉器
2.CVケーブル
3.中実がいし
4.DV線
5.避雷器

正解：4

解説

考え方

DV線（引込用ビニル絶縁電線）は低圧の架空引込線に用いる電線であり、高圧の配電線路には使用されない。したがって(4)が正解（使用されることのないもの）である。柱上開閉器、CVケーブル（高圧地中用）、中実がいし（高圧架空用）、避雷器はいずれも高圧配電線路を構成する機材として使用される。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：4

問14

電力

問14　我が国の電力用設備に使用されるSF₆ガスに関する記述として，誤っているものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

1.SF₆ガスは，大気中に排出されると，オゾン層への影響は無視できるガスであるが，地球温暖化に及ぼす影響が大きいガスである。
2.SF₆ガスは，圧力を高めることで絶縁破壊強度を高めることができ，同じ圧力の空気と比較して絶縁破壊強度が高い。
3.SF₆ガスは，液体，固体の絶縁媒体と比較して誘電率及び誘電正接が小さいため，誘電損が小さい。
4.SF₆ガスは，遮断器による電流遮断の際に，電極間でアーク放電を発生させないため，消弧能力に優れ，ガス遮断器の消弧媒体として使用されている。
5.SF₆ガスは，ガス絶縁開閉装置やガス絶縁変圧器の絶縁媒体として使用され，変電所の小型化の実現に貢献している。

正解：4

解説

考え方

ガス遮断器で電流を遮断する際には、電極間にアーク放電は発生する。SF₆ガスはそのアークを速やかに消弧する能力に優れているため消弧媒体として用いられる。「アーク放電を発生させない」とする(4)は誤りである。 (1)オゾン層への影響は小さいが強い温室効果ガス、(2)高圧化で絶縁破壊強度が高く空気より優れる、(3)誘電率・誘電正接が小さく誘電損が小さい、(5)GISやガス絶縁変圧器で変電所の小型化に貢献はいずれも正しい。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：4

問15(a)

電力

問15(a)　揚水発電所について，次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし，水の密度を1 000 kg/m³，重力加速度を9.8 m/s² とする。揚程450 m，ポンプ効率90 %，電動機効率98 %の揚水発電所がある。揚水により揚程及び効率は変わらないものとして，下池から1 800 000 m³ の水を揚水するのに電動機が要する電力量の値［MW・h］として，最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

1.1 500
2.1 750
3.2 000
4.2 250
5.2 500

正解：5

解説

考え方

揚水する水の位置エネルギーは $W_0 = \rho V g H = 1000 \times 1.8 \times 10^6 \times 9.8 \times 450 = 7.938 \times 10^{12} \text{ J}$ 。電動機が要する電力量は、ポンプ効率と電動機効率で割って $W = \frac{W_0}{\eta_p \, \eta_m} = \frac{7.938 \times 10^{12}}{0.9 \times 0.98} = 9.0 \times 10^{12} \text{ J}$ 。これをMW・hに換算すると $W = \frac{9.0 \times 10^{12}}{3.6 \times 10^{9}} = 2500 \text{ MW·h}$ 。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：5

問15(b)

電力

問15(b)　揚水発電所について，次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし，水の密度を1 000 kg/m³，重力加速度を9.8 m/s² とする。この揚水発電所において，発電電動機が電動機入力300 MW で揚水運転しているときの流量の値［m³/s］として，最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

1.50.0
2.55.0
3.60.0
4.65.0
5.70.0

正解：3

解説

考え方

電動機入力 $300 \text{ MW}$ に電動機効率とポンプ効率を掛けたものが、実際に水を揚げる有効動力となる。 $P_{水} = 300 \times 0.98 \times 0.9 = 264.6 \text{ MW}$ 。揚水の水動力は $P_{水} = \rho g Q H$ で表されるので、流量は $Q = \frac{P_{水}}{\rho g H} = \frac{264.6 \times 10^{6}}{1000 \times 9.8 \times 450} = 60.0 \text{ m}^3/\text{s}$ 。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：3

問16(a)

電力

問16(a)　定格容量80 MV・A，一次側定格電圧33 kV，二次側定格電圧11 kV，百分率インピーダンス18.3 %(定格容量ベース)の三相変圧器TAがある。三相変圧器TAの一次側は33 kV の電源に接続され，二次側は負荷のみが接続されている。電源の百分率内部インピーダンスは，1.5 %(系統基準容量ベース)とする。ただし，系統基準容量は80 MV・A である。なお，抵抗分及びその他の定数は無視する。次の(a)及び(b)の問に答えよ。将来の負荷変動等は考えないものとすると，変圧器TAの二次側に設置する遮断器の定格遮断電流の値［kA］として，最も適切なものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

1.5
2.8
3.12.5
4.20
5.25

正解：5

解説

考え方

系統基準容量 $80 \text{ MV·A}$ で見ると、二次側短絡点までの合成百分率インピーダンスは電源 $1.5\%$ と変圧器 $18.3\%$ の和 $\%Z = 1.5 + 18.3 = 19.8\%$ 。二次側( $11 \text{ kV}$ )の定格電流は $I_n = \frac{80 \times 10^{6}}{\sqrt{3} \times 11 \times 10^{3}} \approx 4.20 \text{ kA}$ 。三相短絡電流は $I_s = \frac{I_n}{\%Z/100} = \frac{4.20}{0.198} \approx 21.2 \text{ kA}$ 。これを上回る定格遮断電流が必要なので、最も適切なものは $25 \text{ kA}$ 。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：5

問16(b)

電力

問16(b)　定格容量80 MV・A，一次側定格電圧33 kV，二次側定格電圧11 kV，百分率インピーダンス18.3 %(定格容量ベース)の三相変圧器TAがある。三相変圧器TAの一次側は33 kV の電源に接続され，二次側は負荷のみが接続されている。電源の百分率内部インピーダンスは，1.5 %(系統基準容量ベース)とする。ただし，系統基準容量は80 MV・A である。なお，抵抗分及びその他の定数は無視する。次の(a)及び(b)の問に答えよ。定格容量50 MV・A，百分率インピーダンスが12.0 %(定格容量ベース)の三相変圧器TBを三相変圧器TAと並列に接続した。40 MW の負荷をかけて運転した場合，三相変圧器TAの負荷分担の値［MW］として，最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。ただし，三相変圧器群TAとTBにはこの負荷のみが接続されているものとし，抵抗分及びその他の定数は無視する。

1.15.8
2.19.5
3.20.5
4.24.2
5.24.6

正解：3

解説

考え方

並列運転する変圧器の負荷分担は、共通容量基準に換算した百分率インピーダンスに反比例する。基準を $80 \text{ MV·A}$ にとると、 TAは $\%Z_A = 18.3\%$ （自己容量が $80$ なのでそのまま）、TBは $\%Z_B = 12.0 \times \frac{80}{50} = 19.2\%$ 。 TAの分担は $P_A = P \times \frac{\%Z_B}{\%Z_A + \%Z_B} = 40 \times \frac{19.2}{18.3 + 19.2} = 40 \times \frac{19.2}{37.5} \approx 20.5 \text{ MW}$ 。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：3

問17(a)

電力

問17(a)　三相3線式1回線の専用配電線がある。変電所の送り出し電圧が6 600 V，末端にある負荷の端子電圧が6 450 V，力率が遅れの70 %であるとき，次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし，電線1線当たりの抵抗は0.45 Ω/km，リアクタンスは0.35 Ω/km，線路のこう長は5 km とする。この負荷に供給される電力P₁の値［kW］として，最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

1.180
2.200
3.220
4.240
5.260

正解：4

解説

考え方

線路定数は $R = 0.45 \times 5 = 2.25 \, \Omega$ 、 $X = 0.35 \times 5 = 1.75 \, \Omega$ 。力率 $\cos\theta = 0.7$ より $\sin\theta = \sqrt{1 - 0.7^2} \approx 0.714$ 。三相の電圧降下は $V_s - V_r = \sqrt{3}\,I(R\cos\theta + X\sin\theta)$ で近似できるので、 $6600 - 6450 = \sqrt{3}\,I(2.25 \times 0.7 + 1.75 \times 0.714)$ 、すなわち $150 = \sqrt{3}\,I \times 2.824$ 。よって $I = \frac{150}{\sqrt{3} \times 2.824} \approx 30.7 \text{ A}$ 。供給電力は $P_1 = \sqrt{3}\,V_r I \cos\theta = \sqrt{3} \times 6450 \times 30.7 \times 0.7 \approx 240 \times 10^{3} \text{ W} = 240 \text{ kW}$ 。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：4

問17(b)

電力

問17(b)　三相3線式1回線の専用配電線がある。変電所の送り出し電圧が6 600 V，末端にある負荷の端子電圧が6 450 V，力率が遅れの70 %であるとき，次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし，電線1線当たりの抵抗は0.45 Ω/km，リアクタンスは0.35 Ω/km，線路のこう長は5 km とする。負荷が遅れ力率80 %，P₂［kW］に変化したが線路損失は変わらなかった。P₂の値［kW］として，最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

1.254
2.274
3.294
4.314
5.334

正解：2

解説

考え方

線路損失 $P_{loss} = 3I^2R$ が変わらないことから、線電流 $I$ も(a)と同じ $30.7 \text{ A}$ である。新しい力率 $\cos\theta = 0.8$ では $\sin\theta = 0.6$ 。このときの受電端電圧は $V_r = 6600 - \sqrt{3} \times 30.7 \times (2.25 \times 0.8 + 1.75 \times 0.6) \approx 6600 - 151 \approx 6449 \text{ V}$ 。よって $P_2 = \sqrt{3}\,V_r I \cos\theta = \sqrt{3} \times 6449 \times 30.7 \times 0.8 \approx 274 \times 10^{3} \text{ W} = 274 \text{ kW}$ 。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：2

問1

機械

問1　次の文章は，直流電動機の運転に関する記述である。分巻電動機では始動時の過電流を防止するために始動抵抗が　(ｱ)　回路に直列に接続されている。直流電動機の速度制御法には界磁制御法・抵抗制御法・電圧制御法がある。静止レオナード方式は　(ｲ)　制御法の一種であり，主に他励電動機に用いられ，広範囲の速度制御ができるという利点がある。直流電動機の回転の向きを変えることを逆転といい，一般的には，応答が速い　(ｳ)　電流の向きを変える方法が用いられている。電車が勾配を下るような場合に，電動機を発電機として運転し，電車のもつ運動エネルギーを電源に送り返す方法を　(ｴ)　制動という。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。

1.(ｱ)界磁　(ｲ)抵抗　(ｳ)界磁　(ｴ)発電
2.(ｱ)界磁　(ｲ)抵抗　(ｳ)電機子　(ｴ)発電
3.(ｱ)界磁　(ｲ)電圧　(ｳ)界磁　(ｴ)回生
4.(ｱ)電機子　(ｲ)電圧　(ｳ)電機子　(ｴ)回生
5.(ｱ)電機子　(ｲ)電圧　(ｳ)界磁　(ｴ)回生

正解：4

解説

考え方

始動抵抗は始動時の大きな電機子電流を制限するため、電機子回路に直列に接続する（ｱは電機子）。静止レオナード方式はサイリスタ整流器などで電機子に加える電圧を可変にする方式で、電圧制御法の一種である（ｲは電圧）。回転方向を変えるには界磁電流と電機子電流のどちらか一方の向きを反転させればよく、応答が速いのは電機子電流の向きを変える方法である（ｳは電機子）。電車が勾配を下るとき電動機を発電機として動作させ、運動エネルギーを電源へ返す制動は回生制動である（ｴは回生）。よって（ｱ）電機子（ｲ）電圧（ｳ）電機子（ｴ）回生の組合せとなる。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：4

問2

機械

問2　Δ結線された三相誘導電動機がある。この電動機に対し，Δ結線の状態で拘束試験を実施したところ，下表の結果が得られた。この電動機をY結線に切り替え，220Vの三相交流電源に接続して始動するときの始動電流の値[A]として，最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。ただし，磁気飽和による漏れリアクタンスの低下は無視できるものとする。一次電圧（線間電圧）　43.0V 一次電流（線電流）　9.00A

1.15.3
2.26.6
3.46.0
4.79.8
5.138

正解：1

解説

考え方

Δ結線での拘束試験では、線間電圧 $43.0 \text{ V}$ 、線電流 $9.00 \text{ A}$ である。Δ結線の1相にかかる電圧は線間電圧に等しく、相電流は線電流の $\frac{1}{\sqrt{3}}$ なので、 $I_{\text{相}} = \frac{9.00}{\sqrt{3}} = 5.196 \text{ A}$ 。1相のインピーダンスは $Z = \frac{43.0}{5.196} = 8.275 \, \Omega$ 。この巻線をY結線に切り替え、線間電圧 $220 \text{ V}$ を加えると、1相にかかる電圧は $\frac{220}{\sqrt{3}} = 127.0 \text{ V}$ となる。Y結線では相電流＝線電流なので、始動電流は $I = \frac{127.0}{8.275} = 15.3 \text{ A}$ 。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：1

問3

機械

問3　次の文章は，三相巻線形誘導電動機の構造に関する記述である。三相巻線形誘導電動機は，　(ｱ)　を作る固定子と回転する部分の巻線形回転子で構成される。固定子は，　(ｲ)　を円形又は扇形にスロットとともに打ち抜いて，必要な枚数積み重ねて積層鉄心を構成し，その内側に設けられたスロットに巻線を納め，結線して三相巻線とすることにより作られる。一方，巻線形回転子は，積層鉄心を構成し，その外側に設けられたスロットに巻線を納め，結線して三相巻線とすることにより作られる。始動時には高い電圧にさらされることや，大きな電流が流れることがあるので，回転子の巻線には，耐熱性や絶縁性に優れた絶縁電線が用いられる。一般的に，小出力用では，ホルマール線や　(ｳ)　などの丸線が，大出力用では，　(ｴ)　の平角銅線が用いられる。三相巻線は，軸上に絶縁して設けた3個のスリップリングに接続し，ブラシを通して外部(静止部)の端子に接続されている。この端子に可変抵抗器を接続することにより，　(ｵ)　を改善したり，速度制御をすることができる。上記の記述中の空白箇所(ｱ)〜(ｵ)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。

1.(ｱ)回転磁界　(ｲ)高張力鋼板　(ｳ)ビニル線　(ｴ)エナメル線　(ｵ)効率
2.(ｱ)回転磁界　(ｲ)電磁鋼板　(ｳ)ビニル線　(ｴ)エナメル線　(ｵ)始動特性
3.(ｱ)電磁力　(ｲ)電磁鋼板　(ｳ)ビニル線　(ｴ)エナメル線　(ｵ)効率
4.(ｱ)電磁力　(ｲ)高張力鋼板　(ｳ)ポリエステル線　(ｴ)ガラス巻線　(ｵ)効率
5.(ｱ)回転磁界　(ｲ)電磁鋼板　(ｳ)ポリエステル線　(ｴ)ガラス巻線　(ｵ)始動特性

正解：5

解説

考え方

固定子巻線は三相交流を流すことで回転磁界を作る（ｱは回転磁界）。鉄心には渦電流損・ヒステリシス損を抑えるため電磁鋼板を打ち抜いて積層する（ｲは電磁鋼板）。小出力用の丸線としてはホルマール線やポリエステル線が用いられる（ｳはポリエステル線）。大出力用の平角銅線には、耐熱性・機械的強度に優れたガラス巻線が用いられる（ｴはガラス巻線）。回転子端子に可変抵抗器を接続することで二次抵抗を加減し、始動特性（始動トルク・始動電流）の改善や速度制御ができる（ｵは始動特性）。よって（ｱ）回転磁界（ｲ）電磁鋼板（ｳ）ポリエステル線（ｴ）ガラス巻線（ｵ）始動特性の組合せとなる。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：5

問4

機械

問4　次の文章は，三相同期発電機の並行運転に関する記述である。ある母線に同期発電機Aを接続して運転しているとき，同じ母線に同期発電機Bを並列に接続するには，同期発電機A，Bの　(ｱ)　の大きさが等しくそれらの位相が一致していることが必要である。　(ｱ)　の大きさを等しくするにはBの　(ｲ)　電流を，位相を一致させるにはBの原動機の　(ｳ)　を調整する。位相が一致しているかどうかの確認には　(ｴ)　が用いられる。並行運転中に両発電機間で　(ｱ)　の位相が等しく大きさが異なるとき，両発電機間で　(ｵ)　横流が循環する。これは電機子巻線の抵抗損を増加させ，巻線を加熱させる原因となる。上記の記述中の空白箇所(ｱ)〜(ｵ)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。

1.(ｱ)起電力　(ｲ)界磁　(ｳ)極数　(ｴ)位相検定器　(ｵ)有効
2.(ｱ)起電力　(ｲ)界磁　(ｳ)回転速度　(ｴ)同期検定器　(ｵ)無効
3.(ｱ)起電力　(ｲ)電機子　(ｳ)極数　(ｴ)位相検定器　(ｵ)無効
4.(ｱ)有効電力　(ｲ)界磁　(ｳ)回転速度　(ｴ)位相検定器　(ｵ)有効
5.(ｱ)有効電力　(ｲ)電機子　(ｳ)極数　(ｴ)同期検定器　(ｵ)無効

正解：2

解説

考え方

同期発電機の並行運転条件は、起電力の大きさ・位相（周波数）・波形が一致していることである（ｱは起電力）。起電力の大きさを合わせるには界磁電流を調整する（ｲは界磁）。位相（周波数）を合わせるには原動機の回転速度を調整する（ｳは回転速度）。位相の一致確認には同期検定器（シンクロスコープ）を用いる（ｴは同期検定器）。並行運転中に起電力の位相が等しく大きさが異なると、両機間に無効横流（無効循環電流）が流れ、巻線抵抗損を増して発熱の原因となる（ｵは無効）。よって（ｱ）起電力（ｲ）界磁（ｳ）回転速度（ｴ）同期検定器（ｵ）無効の組合せとなる。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：2

問5

機械

問5　定格出力1500kV・A，定格電圧3300Vの三相同期発電機がある。無負荷時に定格電圧となる界磁電流に対する三相短絡電流(持続短絡電流)は，310Aであった。この同期発電機の短絡比の値として，最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

1.0.488
2.0.847
3.1.18
4.1.47
5.2.05

正解：3

解説

考え方

短絡比 $K_s$ は、無負荷で定格電圧を生じる界磁電流時の三相短絡電流 $I_s$ を、定格電流 $I_n$ で割った値である。定格電流は $I_n = \frac{P}{\sqrt{3}\,V} = \frac{1500 \times 10^3}{\sqrt{3} \times 3300} = 262.4 \text{ A}$ 。よって短絡比は $K_s = \frac{I_s}{I_n} = \frac{310}{262.4} = 1.18$ 。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：3

問6

機械

問6　ステッピングモータに関する記述として，誤っているものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

1.ステッピングモータは，パルスが送られるたびに定められた角度を1ステップとして回転する。
2.ステッピングモータは，送られてきたパルスの周波数に比例する回転速度で回転し，入力パルスを停止すれば回転子も停止する。
3.ステッピングモータは，負荷に対して始動トルクが大きく，つねに入力パルスと同期して始動できるが，過大な負荷が加わると脱調・停止してしまう場合がある。
4.ステッピングモータには，永久磁石形，可変リラクタンス形，ハイブリッド形などがある。永久磁石を用いない可変リラクタンス形ステッピングモータでは，無通電状態でも回転子位置を保持する力が働く特徴がある。
5.ステッピングモータは，回転角度センサを用いなくても，1ステップごとの位置制御ができる特徴がある。プリンタやスキャナなどのコンピュータ周辺装置や，各種検査装置，製造装置など，様々な用途に利用されている。

正解：4

解説

考え方

可変リラクタンス形（VR形）ステッピングモータは永久磁石をもたず、鉄心の突極が磁気抵抗の最小になる位置へ引かれる原理で動く。永久磁石がないため無通電状態では保持トルク（ディテントトルク）が働かず、回転子位置を保持する力は生じない。（4）は「無通電状態でも回転子位置を保持する力が働く」としており誤りである。他の記述は正しい。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：4

問7

機械

問7　電源電圧一定の下，トルク一定の負荷を負って回転している各種電動機の性質に関する記述として，正しいものと誤りのものの組合せとして，正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。 (ｱ)巻線形誘導電動機の二次抵抗を大きくすると，滑りは増加する。 (ｲ)力率1.0で運転している同期電動機の界磁電流を小さくすると，電機子電流の位相は電源電圧に対し，進みとなる。 (ｳ)他励直流電動機の界磁電流を大きくすると，回転速度は上昇する。 (ｴ)かご形誘導電動機の電源周波数を高くすると励磁電流は増加する。

1.(ｱ)誤り　(ｲ)誤り　(ｳ)正しい　(ｴ)正しい
2.(ｱ)正しい　(ｲ)正しい　(ｳ)誤り　(ｴ)誤り
3.(ｱ)誤り　(ｲ)正しい　(ｳ)正しい　(ｴ)正しい
4.(ｱ)正しい　(ｲ)誤り　(ｳ)誤り　(ｴ)正しい
5.(ｱ)正しい　(ｲ)誤り　(ｳ)誤り　(ｴ)誤り

正解：5

解説

考え方

（ｱ）巻線形誘導電動機は、トルク一定で二次抵抗を大きくすると同じトルクを出すのに必要な滑りが増加する。正しい。（ｲ）力率 $1.0$ で運転中の同期電動機の界磁電流を小さくする（不足励磁）と、電機子電流は電源電圧に対し遅れとなる。進みは過励磁のとき。誤り。（ｳ）他励直流電動機は $N \propto \frac{V - I_a R_a}{\Phi}$ なので、界磁電流を大きくして磁束 $\Phi$ を増やすと回転速度は低下する。誤り。（ｴ）かご形誘導電動機で電圧一定のまま電源周波数を高くすると、磁束 $\Phi \propto \frac{V}{f}$ が減少し、励磁電流は減少する。誤り。したがって（ｱ）正しい（ｲ）誤り（ｳ）誤り（ｴ）誤りの組合せとなる。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：5

問8

機械

問8　単相変圧器の一次側に電流計，電圧計及び電力計を接続して，短絡試験を行う。二次側を短絡し，一次側に定格周波数の電圧を供給し，電流計が40Aを示すように一次側の電圧を調整したところ，電圧計は80V，電力計は1000Wを示した。この変圧器の一次側からみた漏れリアクタンスの値[Ω]として，最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。ただし，変圧器の励磁回路のインピーダンスは無視し，電流計，電圧計及び電力計は理想的な計器であるものとする。

1.0.63
2.1.38
3.1.90
4.2.00
5.2.10

正解：3

解説

考え方

短絡試験の測定値から、一次側から見たインピーダンスは $Z = \frac{V}{I} = \frac{80}{40} = 2.0 \, \Omega$ 。電力計は銅損（抵抗分の消費電力）を示すので、抵抗は $R = \frac{P}{I^2} = \frac{1000}{40^2} = 0.625 \, \Omega$ 。漏れリアクタンスは $X = \sqrt{Z^2 - R^2} = \sqrt{2.0^2 - 0.625^2} = \sqrt{3.609} = 1.90 \, \Omega$ 。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：3

問9

機械

問9　いろいろな変圧器に関する記述として，誤っているものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

1.単巻変圧器は，一つの巻線の一部から端子が出ており，巻線の共通部分を分路巻線，共通でない部分を直列巻線という。三相結線にして電力系統の電圧変成などに用いられる。
2.単相変圧器3台をΔ−Δ結線として三相給電しているとき，故障等により1台を取り除いて残りの2台で同じ電圧のまま給電する方式をV結線方式という。V結線にすると変圧器の利用率はおよそ0.866倍に減少する。
3.スコット結線変圧器は，M変圧器，T変圧器と呼ばれる単相変圧器2台を用いる。M変圧器の中央タップに片端子を接続したT変圧器の途中の端子とM変圧器の両端の端子を三相電源の一次側入力端子とする。二次側端子からは位相差180度の二つの単相電源が得られる。この変圧器は，電気鉄道の給電などに用いられる。
4.計器用変成器は，送配電系統等の高電圧・大電流を低電圧・小電流に変成して指示計器にて計測するためなどに用いられる。このうち，計器用変圧器は，変圧比が1より大きく，定格二次電圧は一般に，110V又は110/√3Vに統一されている。
5.計器用変成器のうち，変流器は，一次巻線の巻数が少なく，1本の導体を鉄心に貫通させた貫通形と呼ばれるものがある。二次側を開放したままで一次電流を流すと一次電流が全て励磁電流となり，二次端子には高電圧が発生するので，電流計を接続するなど短絡状態で使用する必要がある。

正解：3

解説

考え方

スコット結線変圧器は、三相を二つの単相に変換する結線で、二次側から得られる二つの単相電源の位相差は $90$ 度である。（3）は「位相差180度の二つの単相電源が得られる」としており誤りである。他の記述（単巻変圧器、V結線の利用率約 $0.866$ 倍、計器用変圧器・変流器の説明）はいずれも正しい。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：3

問10

機械

問10　図1は直流チョッパ回路の基本構成図を示している。降圧チョッパを構成するデバイスを図2より選んで回路を構成したい。(ｱ)〜(ｳ)に入るデバイスの組合せとして，正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。ただし，図2に示す図記号の向きは任意に変更できるものとする。

1.(ｱ)B　(ｲ)A　(ｳ)C
2.(ｱ)B　(ｲ)C　(ｳ)A
3.(ｱ)C　(ｲ)A　(ｳ)B
4.(ｱ)C　(ｲ)B　(ｳ)A
5.(ｱ)A　(ｲ)B　(ｳ)C

正解：4

解説

考え方

降圧チョッパでは、直流電源の直後にスイッチング素子を直列に入れ、スイッチがオフの間も負荷電流を流し続けるための還流ダイオードを負荷側に並列に入れ、電流を平滑にするリアクトル（コイル）を負荷と直列に入れる。図2のデバイスはA＝ダイオード、B＝コイル（平滑リアクトル）、C＝トランジスタである。役割に当てはめると、（ｱ）電源側に直列に入るスイッチング素子にはトランジスタC、（ｲ）負荷と直列に入る平滑リアクトルにはコイルB、（ｳ）負荷側に並列に入る還流ダイオードにはダイオードAが入り、降圧チョッパが構成される。したがって（ｱ）C（ｲ）B（ｳ）Aの組合せとなる。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：4

問11

機械

問11　かごの質量が250kg，定格積載質量が1500kgのロープ式エレベータにおいて，釣合いおもりの質量は，かごの質量に定格積載質量の40%を加えた値とした。このエレベータで，定格積載質量を搭載したかごを一定速度100m/minで上昇させるときに用いる電動機の出力の値[kW]として，最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。ただし，機械効率は75%，加減速に要する動力及びロープの質量は無視するものとする。

1.2.00
2.14.7
3.19.6
4.120
5.1180

正解：3

解説

考え方

釣合いおもりの質量は $m_c = 250 + 0.40 \times 1500 = 850 \text{ kg}$ 。定格積載のかご側質量は $250 + 1500 = 1750 \text{ kg}$ なので、電動機が支える不釣合い質量は $1750 - 850 = 900 \text{ kg}$ 。上昇速度は $v = \frac{100}{60} = 1.667 \text{ m/s}$ 。必要な機械出力は $P = \frac{m g v}{\eta} = \frac{900 \times 9.8 \times 1.667}{0.75} = 19.6 \times 10^3 \text{ W} = 19.6 \text{ kW}$ 。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：3

問12

機械

問12　次の文章は，ナトリウム−硫黄電池に関する記述である。大規模な電力貯蔵用の二次電池として，ナトリウム−硫黄電池がある。この電池は　(ｱ)　状態で使用されることが一般的である。　(ｲ)　極活性物質にナトリウム，　(ｳ)　極活性物質に硫黄を使用し，仕切りとなる固体電解質物質には，ナトリウムイオンだけを透過する特性がある　(ｴ)　を用いている。セル当たりの起電力は　(ｵ)　Vと低く，容量も小さいため，実際の電池では，多数のセルを直並列に接続して集合化し，モジュール電池としている。この電池は，鉛蓄電池に比べて単位質量当たりのエネルギー密度が3倍と高く，長寿命な二次電池である。上記の記述中の空白箇所(ｱ)〜(ｵ)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。

1.(ｱ)高温　(ｲ)正　(ｳ)負　(ｴ)多孔質ポリマー　(ｵ)1.2〜1.5
2.(ｱ)常温　(ｲ)正　(ｳ)負　(ｴ)ベータアルミナ　(ｵ)1.2〜1.5
3.(ｱ)低温　(ｲ)正　(ｳ)負　(ｴ)多孔質ポリマー　(ｵ)1.2〜1.5
4.(ｱ)高温　(ｲ)負　(ｳ)正　(ｴ)ベータアルミナ　(ｵ)1.7〜2.1
5.(ｱ)低温　(ｲ)負　(ｳ)正　(ｴ)多孔質ポリマー　(ｵ)1.7〜2.1

正解：4

解説

考え方

ナトリウム−硫黄（NaS）電池は、電極活性物質を溶融状態で使うため約300℃の高温状態で使用される（ｱは高温）。負極活性物質にナトリウム、正極活性物質に硫黄を用いる（ｲは負、ｳは正）。両極を仕切る固体電解質にはナトリウムイオンだけを透過するベータアルミナが用いられる（ｴはベータアルミナ）。セル当たりの起電力は約 $1.7 \sim 2.1 \text{ V}$ である（ｵは1.7〜2.1）。よって（ｱ）高温（ｲ）負（ｳ）正（ｴ）ベータアルミナ（ｵ）1.7〜2.1の組合せとなる。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：4

問13

機械

問13　文字や音声，画像などの情報を電気信号や光信号に変換してやりとりすることを電気通信といい，様々な用途や場所に利用されている。電気通信に関する記述として，誤っているものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

1.通信には，通信ケーブルを伝送路として用いる有線通信と，空間を伝送路として用いる無線通信がある。通信の用途に応じて適切な方式が選択される。
2.電気信号に変換した情報を扱う方式として，アナログ方式とディジタル方式がある。アナログ方式は古くから使用されてきたが，ディジタル方式は，雑音（ノイズ）の影響を受けにくいことや，小型化しやすいこと，コンピュータで処理しやすいことなどから，近年では採用されることが多くなっている。
3.光通信の伝送路として主に用いられる光ファイバケーブルでは，入射した光信号は屈折率の異なるコアとクラッドの間で全反射しながら進んでいく。光ファイバケーブルは伝送損失が非常に少なく，無誘導のため漏話しにくいことから，長距離の伝送に適している。
4.無線通信に用いられる電波の伝わり方は，周波数や波長によって異なるために，通信の用途にあったものが用いられる。周波数の低い，すなわち波長の長い電波は直進性が強いために，特定の方向に向けて発信するのに適している。
5.データ通信における誤りの検出方法としてよく使用されるパリティチェック方式は，伝送データのビット列に対して，状態が“1”のビットの個数が奇数または偶数になるように，検査のためのビットを付け加えて送ることで，受信側で誤りを検出する方式である。

正解：4

解説

考え方

電波は周波数が低い（波長が長い）ほど回折して障害物の裏側へ回り込みやすく、直進性は弱い。逆に周波数が高い（波長が短い）ほど直進性が強く、特定方向へ向けた発信に適する。（4）は「周波数の低い、波長の長い電波は直進性が強い」としており誤りである。他の記述（有線・無線、アナログ・ディジタル、光ファイバの全反射、パリティチェック）はいずれも正しい。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：4

問14

機械

問14　次の文章は，電子機械の構成と基礎技術に関する記述である。ディジタルカメラや自動洗濯機など我々が日常で使う機器，ロボット，生産工場の工作機械など，多くの電子機械はメカトロニクス技術によって設計・製造され，運用されている。機械にマイクロコンピュータを取り入れるようになり，メカトロニクス技術は発展してきた。電子機械では，外界の情報や機械内部の運動状態を各種センサにより取得する。大部分のセンサ出力は電圧または電流の信号であり時間的に連続に変化する　(ｱ)　信号である。電気，油圧，空気圧などのエネルギーを機械的な動きに変換するアクチュエータも　(ｱ)　信号で動作するものが多い。これらの信号はコンピュータで構成される制御装置で　(ｲ)　信号として処理するため，信号の変換器が必要となる。　(ｱ)　信号から　(ｲ)　信号への変換器を　(ｳ)　変換器，その逆の変換器を　(ｴ)　変換器という。センサの出力信号は　(ｳ)　変換器を介してコンピュータに取り込まれ，コンピュータで生成されたアクチュエータへの指令は　(ｴ)　変換器を介してアクチュエータに送られる。その間必要に応じて信号レベルを変換する。このような，センサやアクチュエータとコンピュータとの橋渡しの機能をもつものを　(ｵ)　という。上記の記述中の空白箇所(ｱ)〜(ｵ)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。

1.(ｱ)ディジタル　(ｲ)アナログ　(ｳ)D-A　(ｴ)A-D　(ｵ)インタフェース
2.(ｱ)アナログ　(ｲ)ディジタル　(ｳ)A-D　(ｴ)D-A　(ｵ)インタフェース
3.(ｱ)アナログ　(ｲ)ディジタル　(ｳ)A-D　(ｴ)D-A　(ｵ)ネットワーク
4.(ｱ)ディジタル　(ｲ)アナログ　(ｳ)D-A　(ｴ)A-D　(ｵ)ネットワーク
5.(ｱ)アナログ　(ｲ)ディジタル　(ｳ)D-A　(ｴ)A-D　(ｵ)インタフェース

正解：2

解説

考え方

センサ出力やアクチュエータへの信号は、時間的に連続に変化するアナログ信号である（ｱはアナログ）。コンピュータ内部で処理する信号はディジタル信号である（ｲはディジタル）。アナログからディジタルへの変換器をA-D変換器という（ｳはA-D）。逆にディジタルからアナログへの変換器をD-A変換器という（ｴはD-A）。センサ・アクチュエータとコンピュータとの橋渡しの機能をもつものをインタフェースという（ｵはインタフェース）。よって（ｱ）アナログ（ｲ）ディジタル（ｳ）A-D（ｴ）D-A（ｵ）インタフェースの組合せとなる。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：2

問15(a)

機械

問15(a)　図は，出力信号yを入力信号xに一致させるように動作するフィードバック制御系のブロック線図である。次の(a)及び(b)の問に答えよ。図において，K=5，T=0.1として，入力信号からフィードバック信号までの一巡伝達関数(開ループ伝達関数)を表す式を計算し，正しいものを次の(1)〜(5)から一つ選べ。

1.5/(1−jω0.1)
2.5/(1+jω0.1)
3.1/(6+jω0.1)
4.5/(6−jω0.1)
5.5/(6+jω0.1)

正解：2

解説

考え方

このフィードバック制御系の前向き要素は一次遅れ $\frac{K}{1 + j\omega T}$ であり、フィードバックはゲイン $1$ （直結）である。入力からフィードバック信号までの一巡（開ループ）伝達関数は、前向き要素とフィードバック要素の積となる。 $K = 5$ 、 $T = 0.1$ を代入すると、 $\frac{K}{1 + j\omega T} \times 1 = \frac{5}{1 + j\omega 0.1}$ 。したがって開ループ伝達関数は $\frac{5}{1 + j\omega 0.1}$ となる。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：2

問15(b)

機械

問15(b)　図は，出力信号yを入力信号xに一致させるように動作するフィードバック制御系のブロック線図である。次の(a)及び(b)の問に答えよ。 (a)で求めた一巡伝達関数において，ωを変化させることで得られるベクトル軌跡はどのような曲線を描くか，最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

1.実軸上ω=0で5.0を通り，ω=∞で原点へ向かう上半平面の半円（ω=10rad/sの点に45°）
2.実軸上ω=0で0.83を通り，ω=∞で原点へ向かう上半平面の半円（ω=60rad/sの点に45°）
3.実軸上ω=0で5.0を通り，ω=∞で原点へ向かう下半平面の半円（ω=10rad/sの点に45°）
4.実軸上ω=0で0.83を通り，ω=∞で原点へ向かう下半平面の半円（ω=10rad/sの点に45°）
5.実軸上ω=0で0.83を通り，ω=∞で原点へ向かう下半平面の半円（ω=60rad/sの点に45°）

正解：3

解説

考え方

一巡伝達関数 $G(j\omega) = \frac{5}{1 + j\omega 0.1}$ のベクトル軌跡を考える。 $\omega = 0$ では $G = 5.0$ で実軸上の点を通る。 $\omega \to \infty$ では大きさが $0$ に近づき原点へ向かう。分母が $1 + j\omega 0.1$ なので位相は常に遅れ（虚部が負）となり、軌跡は下半平面を通る半円を描く。位相が $-45\text{°}$ となるのは $\omega T = 1$ すなわち $\omega = \frac{1}{0.1} = 10 \text{ rad/s}$ のときである。よって「実軸上 $\omega = 0$ で $5.0$ を通り、 $\omega = \infty$ で原点へ向かう下半平面の半円で、 $\omega = 10 \text{ rad/s}$ の点が $45\text{°}$ 」が正しい。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：3

問16(a)

機械

問16(a)　図1は，IGBTを用いた単相ブリッジ接続の電圧形インバータを示す。直流電圧Ed[V]は，一定値と見なせる。出力端子には，インダクタンスL[H]の誘導性負荷が接続されている。図2は，このインバータの動作波形である。時刻t=0sでIGBT Q3及びQ4のゲート信号をオフにするとともにQ1及びQ2のゲート信号をオンにすると，出力電圧vaはEd[V]となる。t=T/2[s]でQ1及びQ2のゲート信号をオフにするとともにQ3及びQ4のゲート信号をオンにすると，出力電圧vaは−Ed[V]となる。これを周期T[s]で繰り返して方形波電圧を出力する。このとき，次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし，デバイス(IGBT及びダイオード)での電圧降下は無視するものとする。 t=0sにおいてia=−Ip[A]とする。時刻t=T/2[s]の直前ではQ1及びQ2がオンしており，出力電流は直流電源からQ1→負荷→Q2の経路で流れている。t=T/2[s]でIGBT Q1及びQ2のゲート信号をオフにするとともにQ3及びQ4のゲート信号をオンにした。その直後(図2で，t=T/2[s]から，出力電流が0Aになるt=tr[s]までの期間)，出力電流が流れるデバイスとして，正しい組合せを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

1.Q1,Q2
2.Q3,Q4
3.D1,D2
4.D3,D4
5.Q3,Q4,D1,D2

正解：4

解説

考え方

$t = T/2$ の直前は $\text{Q1}$ ・ $\text{Q2}$ がオンで、出力電流は正方向（電源→ $\text{Q1}$ →負荷→ $\text{Q2}$ ）に流れている。誘導性負荷の電流は瞬時には反転できないため、 $t = T/2$ で $\text{Q1}$ ・ $\text{Q2}$ をオフ、 $\text{Q3}$ ・ $\text{Q4}$ をオンにした直後も電流は同じ正方向に流れ続ける。このとき出力電圧は $-E_d$ であり、電流は逆並列ダイオード $\text{D3}$ ・ $\text{D4}$ を通って電源へ還流する。電流が $0 \text{ A}$ になるまでの期間、電流が流れるのは $\text{D3}$ ・ $\text{D4}$ である。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：4

問16(b)

機械

問16(b)　図1は，IGBTを用いた単相ブリッジ接続の電圧形インバータを示す。直流電圧Ed[V]は，一定値と見なせる。出力端子には，インダクタンスL[H]の誘導性負荷が接続されている。図2は，このインバータの動作波形である。時刻t=0sでIGBT Q3及びQ4のゲート信号をオフにするとともにQ1及びQ2のゲート信号をオンにすると，出力電圧vaはEd[V]となる。t=T/2[s]でQ1及びQ2のゲート信号をオフにするとともにQ3及びQ4のゲート信号をオンにすると，出力電圧vaは−Ed[V]となる。これを周期T[s]で繰り返して方形波電圧を出力する。このとき，次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし，デバイス(IGBT及びダイオード)での電圧降下は無視するものとする。図1の回路においてEd=100V，L=10mH，T=0.02sとする。t=0sにおける電流値を−Ipとして，t=T/2[s]における電流値をIpとしたとき，Ipの値[A]として，最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

1.33
2.40
3.50
4.66
5.100

正解：3

解説

考え方

半周期 $T/2$ の間、誘導性負荷には一定電圧 $E_d$ （極性は一定）が加わるため、電流は直線的に変化する。インダクタンスの関係 $E_d = L\frac{di}{dt}$ より、半周期での電流変化は $\Delta i = \frac{E_d}{L} \times \frac{T}{2} = \frac{100}{0.01} \times \frac{0.02}{2} = 10000 \times 0.01 = 100 \text{ A}$ 。この変化は $-I_p$ から $+I_p$ までなので $\Delta i = 2 I_p = 100$ 。よって $I_p = 50 \text{ A}$ 。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：3

問17(a)

機械

問17(a)　消費電力1.00kWのヒートポンプ式電気給湯器を6時間運転して，温度20.0℃，体積0.370m³の水を加熱した。ここで用いられているヒートポンプユニットの成績係数(COP)は4.5である。次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし，水の比熱容量と密度は，それぞれ，4.18×10³J/(kg・K)と1.00×10³kg/m³とし，水の温度に関係なく一定とする。ヒートポンプ式電気給湯器の貯湯タンク，ヒートポンプユニット，配管などの加熱に必要な熱エネルギーは無視し，それらからの熱損失もないものとする。また，ヒートポンプユニットの消費電力及びCOPは，いずれも加熱の開始から終了まで一定とする。このときの水の加熱に用いた熱エネルギーの値[MJ]として，最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

1.21.6
2.48.6
3.72.9
4.81.0
5.97.2

正解：5

解説

考え方

ヒートポンプが消費した電気エネルギーは $W = 1.00 \text{ kW} \times 6 \text{ h} = 6 \text{ kWh}$ 。 $1 \text{ kWh} = 3.6 \text{ MJ}$ なので $W = 6 \times 3.6 = 21.6 \text{ MJ}$ 。成績係数 $\text{COP} = 4.5$ は、消費電力に対して取り出せる熱エネルギーの倍率である。したがって水の加熱に用いた熱エネルギーは $Q = \text{COP} \times W = 4.5 \times 21.6 = 97.2 \text{ MJ}$ 。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：5

問17(b)

機械

問17(b)　消費電力1.00kWのヒートポンプ式電気給湯器を6時間運転して，温度20.0℃，体積0.370m³の水を加熱した。ここで用いられているヒートポンプユニットの成績係数(COP)は4.5である。次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし，水の比熱容量と密度は，それぞれ，4.18×10³J/(kg・K)と1.00×10³kg/m³とし，水の温度に関係なく一定とする。ヒートポンプ式電気給湯器の貯湯タンク，ヒートポンプユニット，配管などの加熱に必要な熱エネルギーは無視し，それらからの熱損失もないものとする。また，ヒートポンプユニットの消費電力及びCOPは，いずれも加熱の開始から終了まで一定とする。加熱後の水の温度[℃]として，最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

1.34.0
2.51.4
3.67.1
4.72.4
5.82.8

正解：5

解説

考え方

水の質量は $m = 密度 \times 体積 = 1.00 \times 10^3 \times 0.370 = 370 \text{ kg}$ 。 (a)で求めた熱エネルギー $Q = 97.2 \text{ MJ} = 97.2 \times 10^6 \text{ J}$ が水の温度上昇に使われるので、 $Q = m c \Delta T$ より $\Delta T = \frac{Q}{m c} = \frac{97.2 \times 10^6}{370 \times 4.18 \times 10^3} = 62.8 \,{}^{\circ}\text{C}$ 。加熱後の水温は $20.0 + 62.8 = 82.8 \,{}^{\circ}\text{C}$ 。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：5

問18(a)

機械

問18(a)　以下の論理回路について，次の(a)及び(b)の問に答えよ。図1に示す論理回路の真理値表として，正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

1.A=0,B=0のときS1=0,C1=0／A=0,B=1のときS1=0,C1=0／A=1,B=0のときS1=0,C1=0／A=1,B=1のときS1=0,C1=1
2.A=0,B=0のときS1=0,C1=1／A=0,B=1のときS1=0,C1=0／A=1,B=0のときS1=0,C1=0／A=1,B=1のときS1=0,C1=1
3.A=0,B=0のときS1=0,C1=0／A=0,B=1のときS1=1,C1=0／A=1,B=0のときS1=0,C1=0／A=1,B=1のときS1=0,C1=1
4.A=0,B=0のときS1=0,C1=1／A=0,B=1のときS1=0,C1=0／A=1,B=0のときS1=1,C1=0／A=1,B=1のときS1=0,C1=1
5.A=0,B=0のときS1=0,C1=0／A=0,B=1のときS1=1,C1=0／A=1,B=0のときS1=1,C1=0／A=1,B=1のときS1=0,C1=1

正解：5

解説

考え方

図1は半加算器で、和 $S_1 = A \oplus B$ （排他的論理和）、桁上げ $C_1 = A \cdot B$ （論理積）を出力する。各入力について求めると、 $A=0,B=0$ のとき $S_1=0,C_1=0$ 、 $A=0,B=1$ のとき $S_1=1,C_1=0$ 、 $A=1,B=0$ のとき $S_1=1,C_1=0$ 、 $A=1,B=1$ のとき $S_1=0,C_1=1$ となる。この真理値表に一致するのは選択肢（5）である。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：5

問18(b)

機械

問18(b)　以下の論理回路について，次の(a)及び(b)の問に答えよ。図1に示す論理回路を2組用いて図2に示すように接続して構成したとき，A，B及びC0の入力に対する出力S2及びC2の記述として，正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

1.A=0，B=0，C0=0を入力したときの出力は，S2=0，C2=1である。
2.A=0，B=1，C0=0を入力したときの出力は，S2=1，C2=0である。
3.A=1，B=0，C0=0を入力したときの出力は，S2=0，C2=1である。
4.A=1，B=0，C0=1を入力したときの出力は，S2=1，C2=0である。
5.A=1，B=1，C0=1を入力したときの出力は，S2=0，C2=1である。

正解：2

解説

考え方

半加算器を2組接続した図2の回路は全加算器で、 $A$ ・ $B$ ・下位桁上げ $C_0$ の3入力を加算し、和 $S_2$ と桁上げ $C_2$ を出力する。 $S_2 = A \oplus B \oplus C_0$ 、 $C_2$ は3入力のうち2つ以上が $1$ のとき $1$ となる。各選択肢を検算すると、（2）の $A=0,B=1,C_0=0$ では和は $0+1+0=1$ なので $S_2=1$ 、 $1$ の個数は1個で $C_2=0$ となり、記述「 $S_2=1,C_2=0$ 」と一致する。他の選択肢は計算結果と合わない。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：2

問1

法規

問1　次の図は，「電気事業法」に基づく一般用電気工作物及び自家用電気工作物のうち受電電圧 7 000 V 以下の需要設備の保安体系に関する記述を表したものである。ただし，除外事項，限度事項等の記述は省略している。なお，この問において，技術基準とは電気設備技術基準のことをいう。図中の空白箇所(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。

1.(ア)所有者又は占有者　(イ)登録調査機関　(ウ)検査要領書　(エ)提出
2.(ア)電線路維持運用者　(イ)電気主任技術者　(ウ)検査要領書　(エ)作成
3.(ア)所有者又は占有者　(イ)電気主任技術者　(ウ)保安規程　(エ)作成
4.(ア)電線路維持運用者　(イ)登録調査機関　(ウ)保安規程　(エ)提出
5.(ア)電線路維持運用者　(イ)登録調査機関　(ウ)検査要領書　(エ)作成

正解：4

解説

考え方

一般用電気工作物の調査は、その電気を供給する電線路維持運用者（一般送配電事業者等）が行う義務を負う（ア＝電線路維持運用者）。この調査業務は登録調査機関に委託することができる（イ＝登録調査機関）。一方、受電電圧7 000 V以下の自家用電気工作物では、設置者が保安を確保するために保安規程を定め（ウ＝保安規程）、これを経済産業大臣に提出（届出）する（エ＝提出）。以上より(ア)電線路維持運用者、(イ)登録調査機関、(ウ)保安規程、(エ)提出の組合せが正しい。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：4

問2

法規

問2　次の文章は，「電気設備技術基準」におけるサイバーセキュリティの確保に関する記述である。電気工作物（一般送配電事業，送電事業，配電事業，特定送配電事業又は　(ア)　の用に供するものに限る。）の運転を管理する　(イ)　は，当該電気工作物が人体に危害を及ぼし，又は物件に損傷を与えるおそれ及び　(ウ)　又は配電事業に係る電気の供給に著しい支障を及ぼすおそれがないよう，サイバーセキュリティ（サイバーセキュリティ基本法（平成 26 年法律第 104 号）第 2 条に規定するサイバーセキュリティをいう。）を確保しなければならない。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(1)～(5)のうちから一つ選べ。

1.(ア)発電事業　(イ)電子計算機　(ウ)一般送配電事業
2.(ア)小売電気事業　(イ)制御装置　(ウ)電気使用場所
3.(ア)小売電気事業　(イ)電子計算機　(ウ)一般送配電事業
4.(ア)発電事業　(イ)制御装置　(ウ)電気使用場所
5.(ア)小売電気事業　(イ)電子計算機　(ウ)電気使用場所

正解：1

解説

考え方

電気設備技術基準のサイバーセキュリティ確保の条文である。対象となる電気工作物は、一般送配電事業・送電事業・配電事業・特定送配電事業又は発電事業の用に供するものに限られる（ア＝発電事業）。その運転を管理する電子計算機は（イ＝電子計算機）、人体への危害・物件への損傷のおそれ、及び一般送配電事業又は配電事業に係る電気供給への著しい支障のおそれがないよう（ウ＝一般送配電事業）、サイバーセキュリティを確保しなければならない。よって(ア)発電事業、(イ)電子計算機、(ウ)一般送配電事業が正しい。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：1

問3

法規

問3　高圧架空電線路に施設された機械器具等の接地工事の事例として，「電気設備技術基準の解釈」の規定上，不適切なものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

1.高圧架空電線路に施設した避雷器（以下「LA」という。）の接地工事を 14 mm² の軟銅線を用いて施設した。
2.高圧架空電線路に施設された柱上気中開閉器（以下「PAS」という。）の制御装置（定格制御電圧 AC100 V）の金属製外箱の接地端子に 5.5 mm² の軟銅線を接続し，D 種接地工事を施した。
3.高圧架空電線路に PAS（VT・LA 内蔵形）が施設されている。この内蔵されている LA の接地線及び高圧計器用変成器（零相変流器）の 2 次側電路は，PAS の金属製外箱の接地端子に接続されている。この接地端子に D 種接地工事（接地抵抗値 70 Ω）を施した。なお，VT とは計器用変圧器である。
4.高圧架空電線路から電気の供給を受ける受電電力が 750 kW の需要場所の引込口に施設した LA に A 種接地工事を施した。
5.木柱の上であって人が触れるおそれがない高さの高圧架空電線路に施設された PAS の金属製外箱の接地端子に A 種接地工事を施した。なお，この PAS に LA は内蔵されていない。

正解：3

解説

考え方

避雷器（LA）の接地工事は、電技解釈により原則としてA種接地工事（接地抵抗値10 Ω以下）が要求される。選択肢(3)では、PASに内蔵されたLAの接地線と計器用変成器（零相変流器）の2次側電路を、PAS金属製外箱の接地端子にまとめ、そこにD種接地工事（接地抵抗値70 Ω）を施している。計器用変成器2次側や制御装置外箱はD種でよいが、LAの接地はA種（10 Ω以下）でなければならず、70 ΩのD種では不適切である。したがって(3)が不適切。なお(1)(4)(5)はLAや外箱にA種を施しており、(2)は制御装置外箱のD種であって適切である。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：3

問4

法規

問4　「電気設備技術基準の解釈」に基づく高圧屋側電線路（高圧引込線の屋側部分を除く。）の施設に関する記述として，誤っているものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

1.展開した場所に施設した。
2.電線はケーブルとした。
3.屋外であることから，ケーブルを地表上 2.3 m の高さに，かつ，人が通る場所から手を伸ばしても触れることのない範囲に施設した。
4.ケーブルを造営材の側面に沿って被覆を損傷しないよう垂直に取付け，その支持点間の距離を 6 m 以下とした。
5.ケーブルを収める防護装置の金属製部分に A 種接地工事を施した。

正解：3

解説

考え方

電技解釈における「接触防護措置」の定義では、屋内は床上 $2.3\,\text{m}$ 以上、屋外は地表上 $2.5\,\text{m}$ 以上の高さに施設し、かつ人が通る場所から容易に触れることのない範囲に施すことを求めている。屋内と屋外で基準高さが異なるのは、屋外では通行人が手を伸ばしたり物を持ち上げたりする可能性を考慮し、より高い位置を要求しているためである。

選択肢(3)は屋外の施設であるにもかかわらず地表上 $2.3\,\text{m}$ としており、これは屋内基準の高さを屋外に適用した誤りで、電技解釈上求められる $2.5\,\text{m}$ に達していない。したがって(3)は誤りである。

他の選択肢はいずれも高圧屋側電線路(高圧引込線の屋側部分を除く)の施設規定に適合する。展開した場所への施設(1)、電線にケーブルを使用すること(2)は基本要件を満たす。ケーブルを造営材の側面に沿って垂直に取り付ける場合の支持点間距離 $6\,\text{m}$ 以下(4)は規定どおりであり、高圧であることからケーブルを収める防護装置の金属製部分にA種接地工事を施すこと(5)も正しい。

出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：3

問5

法規

問5　次の文章は，「電気設備技術基準の解釈」に基づく電線路の接近状態に関する記述である。ａ）第 1 次接近状態とは，架空電線が他の工作物と接近する場合において，当該架空電線が他の工作物の　(ア)　において，水平距離で　(イ)　以上，かつ，架空電線路の支持物の地表上の高さに相当する距離以内に施設されることにより，架空電線路の電線の　(ウ)　，支持物の　(エ)　等の際に，当該電線が他の工作物に　(オ)　おそれがある状態をいう。ｂ）第 2 次接近状態とは，架空電線が他の工作物と接近する場合において，当該架空電線が他の工作物の　(ア)　において水平距離で　(イ)　未満に施設される状態をいう。上記の記述中の空白箇所(ア)～(オ)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。

1.(ア)上方，下方又は側方　(イ)3 m　(ウ)振動　(エ)傾斜　(オ)損害を与える
2.(ア)上方又は側方　(イ)3 m　(ウ)切断　(エ)倒壊　(オ)接触する
3.(ア)上方又は側方　(イ)3 m　(ウ)切断　(エ)傾斜　(オ)接触する
4.(ア)上方，下方又は側方　(イ)2 m　(ウ)切断　(エ)倒壊　(オ)接触する
5.(ア)上方，下方又は側方　(イ)2 m　(ウ)振動　(エ)傾斜　(オ)損害を与える

正解：2

解説

考え方

電技解釈の接近状態の定義である。第1次接近状態は、架空電線が他の工作物の上方又は側方において（ア＝上方又は側方）、水平距離3 m以上（イ＝3 m）で、かつ支持物の地表上高さに相当する距離以内に施設され、電線の切断（ウ＝切断）や支持物の倒壊（エ＝倒壊）等の際に他の工作物に接触する（オ＝接触する）おそれがある状態をいう。第2次接近状態は水平距離3 m未満に施設される状態をいう。よって(ア)上方又は側方、(イ)3 m、(ウ)切断、(エ)倒壊、(オ)接触するの組合せが正しい。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：2

問6

法規

問6　次の文章は，「電気設備技術基準」における無線設備への障害の防止に関する記述である。電気使用場所に施設する電気機械器具又は　(ア)　は，　(イ)　，高周波電流等が発生することにより，無線設備の機能に　(ウ)　かつ重大な障害を及ぼすおそれがないように施設しなければならない。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(1)～(5)のうちから一つ選べ。

1.(ア)接触電線　(イ)高調波　(ウ)継続的
2.(ア)屋内配線　(イ)電波　(ウ)一時的
3.(ア)接触電線　(イ)高調波　(ウ)一時的
4.(ア)屋内配線　(イ)高調波　(ウ)継続的
5.(ア)接触電線　(イ)電波　(ウ)継続的

正解：5

解説

考え方

電技の無線設備への障害防止の条文である。電気使用場所に施設する電気機械器具又は接触電線は（ア＝接触電線）、電波（イ＝電波）や高周波電流等が発生することにより、無線設備の機能に継続的（ウ＝継続的）かつ重大な障害を及ぼすおそれがないように施設しなければならない。よって(ア)接触電線、(イ)電波、(ウ)継続的の組合せが正しい。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：5

問7

法規

問7　次の文章は，「電気設備技術基準の解釈」に基づく水中照明の施設に関する記述である。水中又はこれに準ずる場所であって，人が触れるおそれのある場所に施設する照明灯は，次によること。ａ）照明灯に電気を供給する電路には，次に適合する絶縁変圧器を施設すること。 ①　1 次側の　(ア)　電圧は 300 V 以下，2 次側の　(ア)　電圧は 150 V 以下であること。 ②　絶縁変圧器は，その 2 次側電路の　(ア)　電圧が 30 V 以下の場合は，1 次巻線と 2 次巻線との間に金属製の混触防止板を設け，これに　(イ)　種接地工事を施すこと。ｂ）ａ）の規定により施設する絶縁変圧器の 2 次側電路は，次によること。 ①　電路は，　(ウ)　であること。 ②　開閉器及び過電流遮断器を各極に施設すること。ただし，過電流遮断器が開閉機能を有するものである場合は，過電流遮断器のみとすることができる。 ③　　(ア)　電圧が 30 V を超える場合は，その電路に地絡を生じたときに自動的に電路を遮断する装置を施設すること。 ④　ｂ）②の規定により施設する開閉器及び過電流遮断器並びにｂ）③の規定により施設する地絡を生じたときに自動的に電路を遮断する装置は，堅ろうな金属製の外箱に収めること。 ⑤　配線は，　(エ)　工事によること。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。

1.(ア)使用　(イ)D　(ウ)非接地式電路　(エ)合成樹脂管
2.(ア)対地　(イ)A　(ウ)接地式電路　(エ)金属管
3.(ア)使用　(イ)D　(ウ)接地式電路　(エ)合成樹脂管
4.(ア)対地　(イ)A　(ウ)非接地式電路　(エ)合成樹脂管
5.(ア)使用　(イ)A　(ウ)非接地式電路　(エ)金属管

正解：5

解説

考え方

電技解釈の水中照明の施設規定である。絶縁変圧器の1次側の使用電圧は300 V以下、2次側の使用電圧は150 V以下とし（ア＝使用）、2次側使用電圧が30 V以下の場合は混触防止板にA種接地工事を施す（イ＝A）。2次側電路は非接地式電路とし（ウ＝非接地式電路）、配線は金属管工事による（エ＝金属管）。よって(ア)使用、(イ)A、(ウ)非接地式電路、(エ)金属管の組合せが正しい。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：5

問8

法規

問8　次の文章は，「発電用風力設備に関する技術基準を定める省令」に基づく風車に関する記述である。風車は，次により施設しなければならない。ａ）負荷を　(ア)　したときの最大速度に対し，構造上安全であること。ｂ）風圧に対して構造上安全であること。ｃ）運転中に風車に損傷を与えるような　(イ)　がないように施設すること。ｄ）通常想定される最大風速においても取扱者の意図に反して風車が　(ウ)　することのないように施設すること。ｅ）運転中に他の工作物，植物等に接触しないように施設すること。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(1)～(5)のうちから一つ選べ。

1.(ア)遮断　(イ)振動　(ウ)停止
2.(ア)連系　(イ)振動　(ウ)停止
3.(ア)遮断　(イ)雷撃　(ウ)停止
4.(ア)連系　(イ)雷撃　(ウ)起動
5.(ア)遮断　(イ)振動　(ウ)起動

正解：5

解説

考え方

発電用風力設備技術基準の風車の条文である。風車は、負荷を遮断したときの最大速度に対し構造上安全であること（ア＝遮断）、運転中に風車に損傷を与えるような振動がないように施設すること（イ＝振動）、通常想定される最大風速においても取扱者の意図に反して風車が起動することのないように施設すること（ウ＝起動）が求められる。よって(ア)遮断、(イ)振動、(ウ)起動の組合せが正しい。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：5

問9

法規

問9　次の文章は，電気の需給状況が悪化した場合における電気事業法に基づく対応に関する記述である。電力広域的運営推進機関（OCCTO）は，会員である小売電気事業者，一般送配電事業者，配電事業者又は特定送配電事業者の電気の需給の状況が悪化し，又は悪化するおそれがある場合において，必要と認めるときは，当該電気の需給の状況を改善するために，電力広域的運営推進機関の　(ア)　で定めるところにより，　(イ)　に対し，相互に電気の供給をすることや電気工作物を共有することなどの措置を取るように指示することができる。また，経済産業大臣は，災害等により電気の安定供給の確保に支障が生じたり，生じるおそれがある場合において，公共の利益を確保するために特に必要があり，かつ適切であると認めるときは　(ウ)　に対し，電気の供給を他のエリアに行うことなど電気の安定供給の確保を図るために必要な措置をとることを命ずることができる。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，適切なものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

1.(ア)保安規程　(イ)会員　(ウ)電気事業者
2.(ア)保安規程　(イ)事業者　(ウ)一般送配電事業者
3.(ア)送配電等業務指針　(イ)特定事業者　(ウ)特定自家用電気工作物設置者
4.(ア)業務規程　(イ)事業者　(ウ)特定自家用電気工作物設置者
5.(ア)業務規程　(イ)会員　(ウ)電気事業者

正解：5

解説

考え方

電気事業法に基づく需給悪化時の対応である。電力広域的運営推進機関（OCCTO）は、その業務規程で定めるところにより（ア＝業務規程）、会員に対し（イ＝会員）相互供給や電気工作物の共有等の措置を指示できる。また経済産業大臣は、公共の利益確保のため特に必要かつ適切と認めるときは、電気事業者に対し（ウ＝電気事業者）安定供給確保に必要な措置を命ずることができる。よって(ア)業務規程、(イ)会員、(ウ)電気事業者の組合せが適切。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：5

問10

法規

問10　過電流継電器（以下「OCR」という。）と真空遮断器（以下「VCB」という。）との連動動作試験を行う。保護継電器試験機から OCR に動作電流整定タップ 3 A の 300 ％（9 A）を入力した時点から，VCB が連動して動作するまでの時間を計測する。保護継電器試験機からの電流は，試験機→OCR→試験機へと流れ，OCR が動作すると，試験機→OCR→VCB（トリップコイルの誘導性リアクタンスは 10 Ω）→試験機へと流れる（図）。保護継電器試験機において可変抵抗 R［Ω］をタップを切り換えて調整し，可変単巻変圧器を操作して試験電圧 V［V］を調整して，電流計が必要な電流値（9 A）を示すように設定する（この設定中は，OCR が動作しないように OCR の動作ロックボタンを押しておく）。図の OCR 内の※で示した接点は，OCR が動作した時に開き，それによりトリップコイルに電流が流れる（VCB は変流器二次電流による引外し方式）。図の VCB は，コイルに 3.0 A 以上の電流（定格開路制御電流）が流れないと正常に動作しないので，保護継電器試験機の可変抵抗 R［Ω］の抵抗値を適正に選択しなければならない。選択可能な抵抗値［Ω］の中で，VCB が正常に動作することができる最小の抵抗値 R［Ω］を次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。なお，OCR の内部抵抗，トリップコイルの抵抗及びその他記載のないインピーダンスは無視するものとする。

1.2
2.5
3.10
4.15
5.20

正解：2

解説

考え方

まず電流を9 Aに設定する段階では、回路は可変抵抗 $R$ のみとみなせるので、試験電圧は $V = 9R$ である。OCR動作後はトリップコイル（誘導性リアクタンス $X_L = 10 \,\Omega$ ）が直列に入り、回路インピーダンスは $\sqrt{R^2 + 10^2}$ となる。このときトリップコイルに流れる電流は $I = \frac{V}{\sqrt{R^2 + 10^2}} = \frac{9R}{\sqrt{R^2 + 100}}$ VCBが正常動作するには $I \geq 3.0 \text{ A}$ が必要なので、 $\frac{9R}{\sqrt{R^2 + 100}} \geq 3$ より $3R \geq \sqrt{R^2 + 100}$ 、両辺を2乗して $9R^2 \geq R^2 + 100$ 、 $8R^2 \geq 100$ 、 $R \geq \sqrt{12.5} \approx 3.54 \,\Omega$ 。 $R$ が大きいほど電流は増えるので、選択肢のうちこの条件を満たす最小の抵抗値は $5 \,\Omega$ である。実際 $R = 5$ なら $I = \frac{45}{\sqrt{125}} \approx 4.0 \text{ A} \geq 3.0 \text{ A}$ で動作する。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：2

問11(a)

法規

問11(a)　定格容量 50 kV・A，一次電圧 6 600 V，二次電圧 210/105 V の単相変圧器の二次側に接続した単相 3 線式架空電線路がある。この低圧電線路に最大供給電流が流れたときの絶縁性能が「電気設備技術基準」に適合することを確認するため，低圧電線の 3 線を一括して大地との間に使用電圧（105 V）を加える絶縁性能試験を実施した。次の(a)及び(b)の問に答えよ。この試験で許容される漏えい電流の最大値［A］として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

1.0.119
2.0.238
3.0.357
4.0.460
5.0.714

正解：3

解説

考え方

電技第22条により、低圧電線路の漏えい電流は最大供給電流の $\frac{1}{2000}$ を超えないように保つ必要がある。単相3線式の1線に流れる最大供給電流は、変圧器容量50 kV·Aと線間電圧210 Vから $I = \frac{50 \times 10^3}{210} \approx 238 \text{ A}$ よって1線当たりの許容漏えい電流は $\frac{238}{2000} \approx 0.119 \text{ A}$ 。本試験は3線を一括して電圧を加えるので、許容される漏えい電流の最大値は3線分となり $I_g = 3 \times \frac{238}{2000} \approx 0.357 \text{ A}$ したがって最も近い値は0.357 Aである。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：3

問11(b)

法規

問11(b)　定格容量 50 kV・A，一次電圧 6 600 V，二次電圧 210/105 V の単相変圧器の二次側に接続した単相 3 線式架空電線路がある。この低圧電線路に最大供給電流が流れたときの絶縁性能が「電気設備技術基準」に適合することを確認するため，低圧電線の 3 線を一括して大地との間に使用電圧（105 V）を加える絶縁性能試験を実施した。次の(a)及び(b)の問に答えよ。二次側電線路と大地との間で許容される絶縁抵抗値は，1 線当たりの最小値［Ω］として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

1.295
2.442
3.883
4.1 765
5.3 530

正解：3

解説

考え方

(a)より1線当たりの許容漏えい電流は $\frac{238}{2000} \approx 0.119 \text{ A}$ である。絶縁抵抗の最小値は、使用電圧105 Vをこの1線当たりの漏えい電流で割って求める。 $R = \frac{V}{I} = \frac{105}{0.119} \approx 883 \,\Omega$ よって1線当たりの許容される絶縁抵抗値の最小値は約883 Ωである。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：3

問12(a)

法規

問12(a)　負荷設備の容量が 800 kW，需要率が 70 ％，総合力率が 90 ％である高圧受電需要家について，次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし，この需要家の負荷は低圧のみであるとし，変圧器の損失は無視するものとする。この需要負荷設備に対し 100 kV・A の変圧器，複数台で電力を供給する。この場合，変圧器の必要最小限の台数として，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

正解：3

解説

考え方

最大需要電力は、負荷設備容量に需要率を乗じて $P = 800 \times 0.7 = 560 \text{ kW}$ 変圧器が供給すべき皮相電力は、総合力率90 %で割って $S = \frac{560}{0.9} \approx 622 \text{ kV·A}$ 100 kV·Aの変圧器の必要台数は $n = \frac{622}{100} \approx 6.22$ より、これを上回る整数台が必要なので7台となる。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：3

問12(b)

法規

問12(b)　負荷設備の容量が 800 kW，需要率が 70 ％，総合力率が 90 ％である高圧受電需要家について，次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし，この需要家の負荷は低圧のみであるとし，変圧器の損失は無視するものとする。この負荷の月負荷率を 60 ％とするとき，負荷の月間総消費電力量の値［MW・h］として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。ただし，1 カ月の日数は 30 日とする。

1.218
2.242
3.265
4.270
5.284

正解：2

解説

考え方

最大需要電力は(a)より $560 \text{ kW}$ である。月負荷率60 %から平均電力は $P_{av} = 560 \times 0.6 = 336 \text{ kW}$ 1カ月を30日とすると総運転時間は $24 \times 30 = 720 \text{ h}$ なので、月間総消費電力量は $W = 336 \times 720 = 241\,920 \text{ kW·h} \approx 242 \text{ MW·h}$ したがって最も近い値は242 MW·hである。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：2

問13(a)

法規

問13(a)　有効落差 80 m の調整池式水力発電所がある。調整池に取水する自然流量は 10 m³/s 一定であるとし，図のように 1 日のうち 12 時間は発電せずに自然流量の全量を貯水する。残り 12 時間のうち 2 時間は自然流量と同じ 10 m³/s の使用水量で発電を行い，他の 10 時間は自然流量より多い Qp［m³/s］の使用水量で発電して貯水分全量を使い切るものとする。このとき，次の(a)及び(b)の問に答えよ。運用に最低限必要な有効貯水量の値［m³］として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

1.220×10³
2.240×10³
3.432×10³
4.792×10³
5.864×10³

正解：3

解説

考え方

1日のうち12時間は発電せず、自然流量 $10 \text{ m}^3/\text{s}$ の全量を貯水する。この間に貯まる水量が、運用に最低限必要な有効貯水量となる。残り12時間のうち2時間は自然流量と同じ使用水量で発電するため貯水量は変わらず、10時間で貯水分を使い切る。12時間で貯まる水量は $V = 10 \times (12 \times 3600) = 10 \times 43\,200 = 432\,000 \text{ m}^3$ すなわち $432 \times 10^3 \text{ m}^3$ である。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：3

問13(b)

法規

問13(b)　有効落差 80 m の調整池式水力発電所がある。調整池に取水する自然流量は 10 m³/s 一定であるとし，図のように 1 日のうち 12 時間は発電せずに自然流量の全量を貯水する。残り 12 時間のうち 2 時間は自然流量と同じ 10 m³/s の使用水量で発電を行い，他の 10 時間は自然流量より多い Qp［m³/s］の使用水量で発電して貯水分全量を使い切るものとする。このとき，次の(a)及び(b)の問に答えよ。使用水量 Qp［m³/s］で運転しているときの発電機出力の値［kW］として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。ただし，運転中の有効落差は変わらず，水車効率，発電機効率はそれぞれ 90 ％，95 ％で一定とし，溢水はないものとする。

1.12 400
2.14 700
3.16 600
4.18 800
5.20 400

正解：2

解説

考え方

貯水量 $432\,000 \text{ m}^3$ を、自然流量を超える分の流量で10時間かけて使い切る。使用水量 $Q_p$ のとき、貯水分の消費に寄与する流量は $(Q_p - 10) \text{ m}^3/\text{s}$ なので $(Q_p - 10) \times (10 \times 3600) = 432\,000$ より $Q_p - 10 = \frac{432\,000}{36\,000} = 12$ 、よって $Q_p = 22 \text{ m}^3/\text{s}$ 。発電機出力は、有効落差 $H = 80 \text{ m}$ 、水車効率0.90、発電機効率0.95を用いて $P = 9.8 \times Q_p \times H \times \eta_w \times \eta_g = 9.8 \times 22 \times 80 \times 0.90 \times 0.95 \approx 14\,700 \text{ kW}$ したがって最も近い値は14 700 kWである。出典: 一般財団法人電気技術者試験センター

答え：2

この試験回をクイズ形式で解く →

掲載している試験問題は、一般財団法人電気技術者試験センターが実施・公表した過去問題を使用しています。図・グラフ・回路図は表示用に一部トリミング等の加工をしています。解説は当サイトが独自に作成したものです。

令和4年度 上期 第三種電気主任技術者試験（電験三種）の問題と解説【全80問】

問1

考え方

答え：3

問2

考え方

答え：3

問3

考え方

答え：2

問4

考え方

答え：3

問5

考え方

答え：2

問6

考え方

答え：3

問7

考え方

答え：1

問8

考え方

答え：2

問9

考え方

答え：4

問10

考え方

答え：3

問11

考え方

答え：5

問12

考え方

答え：2

問13

考え方

答え：5

問14

考え方

答え：1

問15(a)

考え方

答え：4

問15(b)

考え方

答え：2

問16(a)

考え方

答え：2

問16(b)

考え方

答え：1

問17(a)

考え方

答え：4

問17(b)

考え方

答え：2

問18(a)

考え方

答え：3

問18(b)

考え方

答え：4

問1

考え方

答え：3

問2

考え方

答え：3

問3

考え方

答え：4

問4

考え方

答え：4

問5

令和4年度上期第三種電気主任技術者試験（電験三種）の問題と解説【全80問】