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国家資格(電気事業法に基づく)

第三種電気主任技術者(電験三種)

電験三種は、電圧5万ボルト未満の事業用電気工作物の主任技術者として必要な知識を問う国家試験。 理論・電力・機械・法規の4科目(各五肢択一)で構成され、科目ごとに合否が決まる「科目合格制度」があり、 一度合格した科目は最大連続5回まで免除される。試験はマークシートによる筆記方式、またはパソコンで 解答するCBT方式のいずれかを選べる。令和6年度の合格率は16.4%(受験49,963人・合格8,181人)、 令和7年度は約13.0%と、電気工事士より一段難易度の高い試験になっている。 電材サーチでは受変電設備・キュービクル・制御盤・配電盤といった商材と直結する試験として、 科目ごとの学習コンテンツを順次公開している。

実施団体: 一般財団法人 電気技術者試験センター ・ 公式サイト ↗ ・

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学科試験は全4科目。①から順番に学習を進めれば、全体像を無理なく積み上げられる。 各科目のページでは要点解説を読んだあと、その場で腕試しクイズに挑戦できる。

  1. 1
    理論 電気理論・電子理論・電気計測及び電子計測。4科目の土台になる科目で、直流・交流回路計算からベクトル・過渡現象・半導体まで扱う。
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  2. 2
    電力 発電所・蓄電所及び変電所の設計及び運転、送電線路及び配電線路の設計及び運用並びに電気材料。受変電設備・キュービクルなど電材の商材と最も直結する科目。
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  3. 3
    機械 電気機器、パワーエレクトロニクス、電動機応用、照明、電熱、電気化学、電気加工、自動制御、メカトロニクス並びに電力システムに関する情報伝送及び処理。出題範囲が最も広い科目。
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  4. 4
    法規 電気法規(保安に関するものに限る)及び電気施設管理。電気事業法・電気設備技術基準などの法令と、需要率・不等率などの施設管理計算を扱う。
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「できること」の地図

トピックを読んで問題を解くたびに、現場でできることが増えていきます。トピックをタップすると、できるようになることの一覧が開きます。 ゲージは合格水準(正答率6割)までの到達度の目安で、合否を決めるものではありません。記録はこの端末の中だけに保存されます。

理論

合格水準まで 0%(目安) 基礎を固める段階

できるようになった 0 / 16 トピック

    • 電源電圧と2つの抵抗値から、それぞれの抵抗にかかる電圧・流れる電流を暗算に近い速さで出せる。また抵抗器の許容電力(ワット数)と抵抗値から許容電流Imax=√(P/R)・許容電圧Vmax=√(P×R)を計算でき、定格の異なる抵抗器を直列・並列に組み合わせたとき、回路全体の許容電流・許容電圧を決めるのがどちらの抵抗器かを見極められる
    • 分圧回路を見て「どちらの抵抗を大きくすれば、取り出せる電圧が上がるか」を式を書かずに判断できる
    • 電流計・電圧計の内部にある抵抗(分流器・倍率器)が何をしているかを、この2つの式の応用として説明でき、抵抗の温度係数から温度が変化したときの抵抗値を計算し、一定電圧の電源につないだ回路で温度上昇時に電流がどう変化するかをオームの法則から説明できる。起電力E・内部抵抗rが等しい電池をn個並列に接続すると、合成起電力はEのまま変わらず合成内部抵抗はr/nになることを説明し、そこに負荷抵抗をつないだときの電流・消費電力を計算できる
    • 電線の直流抵抗R=ρL/A(ρは抵抗率、Lは長さ、Aは断面積)を計算でき、材質(抵抗率)・長さ・断面積が異なる複数の電線について、どれが最も抵抗が大きい(小さい)かを実際に計算して比較・判定できる
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    • 節点(配線の分岐点)に集まる電流を見て、キルヒホッフの電流則(KCL)の式をその場で書ける
    • 電源が2つ以上ある回路でも、電圧則(KVL)でループを1周たどり、連立方程式を立てられる
    • 分圧・分流だけでは解けない回路(電源が複数ある、枝が3本以上ある)に出会ったとき、キルヒホッフに切り替える判断ができる
    • 枝電流法だけでなく、各接点の電位を未知数にしてKCLだけで解く接点電位法(ノード電圧法)の基本的な考え方を理解し、ブリッジ回路のような単純な直並列変換では解けない回路網にも適用できる
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    • 回路網の中の1本の枝を外し、そこから見た開放電圧(テブナン電圧E0)と、電源を無力化した状態の合成抵抗(テブナン抵抗R0)を求められる
    • テブナンの等価回路(電源1個+抵抗1個の直列)に置き換えて、外した枝に流れる電流を計算できる
    • 同じ回路網で負荷(抵抗)の値だけを変えて何度も電流を求める必要がある場面で、キルヒホッフより効率的な解き方を選べる
    • 負荷抵抗を内部抵抗(テブナン抵抗)と等しくしたときに、負荷が受け取る電力が最大になるという最大電力供給の条件を導き、そのときの消費電力を計算できる
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    • 静電容量Cの定義式 Q=CV から、電荷・電圧・静電容量の関係を式変形で相互に求められ、コンデンサを並列・直列接続したときの合成静電容量(並列は足し算、直列は逆数の和の逆数)を、抵抗の直並列と効き方が逆になる理由とあわせて説明できる
    • 平行板コンデンサの静電容量を、電極面積・間隔・誘電率から計算できる。誘電体を電極間に『重ねる(層状)』場合は直列合成、『並べる(左右に分割)』場合は並列合成として扱う違いを区別でき、並べた場合は各領域の電界の強さEが共通(電圧・間隔が共通)で電束密度Dが誘電率に比例して分かれることを説明できる
    • 電圧の異なる充電済みコンデンサと未充電コンデンサを接続したとき、電荷保存則から接続後の共通電圧を求め、接続前後で静電エネルギーが減少する(電荷のように単純には保存されない)ことを計算でき、Δ結線されたコンデンサをY結線に変換する式を使って、直並列の組み合わせだけでは解けないブリッジ状のコンデンサ回路網の合成静電容量を求められる
    • 平行板コンデンサの極板間の電界の強さE=V/d(Vは印加電圧、dは極板間隔)を計算でき、誘電体の種類・厚さが異なる複数のコンデンサについて、同じ電圧を加えたときの電界の強さの大小や、絶縁破壊電界に達するまでの印加電圧(絶縁破壊電圧)の大小を比較できる。電荷Qを一定に保ったまま極板間隔dを広げたとき、C・V・Wは変化するが電界Eは変化しないことを、Q一定とV一定の2つの条件で区別して説明でき、静電エネルギーが極板間隔とともに増加するという事実から、極板間に常に引力(吸引力)が働いていることをエネルギーの式F=dW/ddから導ける
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    • クーロンの法則の式から、2つの点電荷の間に働く力の大きさを計算でき、距離を2倍・3倍にしたときクーロン力が何分の1になるかを暗算に近い速さで判断できる。電界(電界の強さ)が単位電荷あたりに働く力として定義されていることも説明でき、その距離依存性(距離の2乗に反比例)が静電容量やコンデンサの絶縁設計・孤立導体に帯電できる電荷の上限値の計算にどうつながるかを説明できる
    • 孤立した帯電導体を誘電体で満たしたとき、電荷は変化しないまま電位・電界が弱まり静電容量が増えること、2つの点電荷を誘電体中に置くと働くクーロン力が比誘電率分の1に弱まること、また同じ大きさの導体どうしを接触させると電荷が均等に分配されることを説明できる。帯電した物体にはたらく力を、クーロン力単体だけでなく重力・糸の張力とのつり合いや、一様な電界中で電子が受ける力による等加速度運動、電界と磁界を同時に受ける荷電粒子が等速直線運動する条件(速度選別器の原理)まで含めて扱える。磁界だけを受ける荷電粒子については、磁界に垂直に打ち出すと周期T=2πm/(eB)(速さvによらず一定)の等速円運動になり、磁界に平行に打ち出すと力を受けず等速直線運動になり、斜めに打ち出すと両者が組み合わさったらせん運動になることも説明できる
    • 一様な電界中で電荷をゆっくり移動させたときに外力がする仕事W=qE×d∥(d∥は電界方向の変位成分のみ)を計算でき、この仕事が経路によらず始点・終点間の電位差ΔV=W/qと一致することを、電界と垂直な方向の変位が仕事に寄与しない理由とあわせて説明できる
    • 接地導体面の近くに置いた点電荷が導体面に及ぼす静電誘導を、面電荷そのものではなく導体面に対して鏡のように対称な位置に置いた影像電荷(大きさが同じで符号が逆の仮想の点電荷)に置き換えて考えることができ、点電荷を導体面から遠ざけるのに必要な仕事を、距離とともに変化する吸引力を実際の移動距離で積分することで計算できる(影像電荷は実電荷の動きに追従して動く仮想の電荷であるため、2つの固定電荷の間の仕事の式をそのまま距離2倍で置き換えるだけでは係数を誤る点も説明できる)
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    • 直線電流の周りにできる磁界の強さを電流と距離から計算でき、磁界中の電流に働く力の大きさ・向きをフレミングの左手の法則で求められる。点磁荷どうしに働く力を電気のクーロンの法則と同じ形の式(磁気に関するクーロンの法則)で計算でき、円形コイルの中心軸上(中心から離れた点も含む)にできる磁界の大きさ・分布の形を説明できる
    • 平行に置かれた2本の電線に働く力の向き・大きさを判断でき、短絡電流時に電磁力が急増する理由を電流の2乗の関係から説明でき、強磁性体でまわりを囲むと磁束がその中を通りやすくなり内部の空間が外部磁界の影響をほとんど受けなくなる『磁気遮へい』の原理も説明できる
    • 一様な磁界中に置かれた電流ループ(コイル)にはたらく力を辺ごとに求め、磁界がループの面に平行な場合は各辺の力の合計はゼロでも偶力のモーメント(トルク)が生じることを説明でき、これが可動コイル形計器や直流モータの回転力の発生原理になっていることを理解できる
    • 積層鉄心を交流で磁化したときのヒステリシスループの面積が鉄損(ヒステリシス損)に相当することを説明でき、電源電圧一定で周波数が下がる・周波数一定で電圧が下がる・電流一定で周波数が変わるという3パターンでループの大きさがどう変化するかを区別でき、環状鉄心の巻数・電流から求めた磁界の強さHと測定された磁束密度Bから透磁率μ=B/Hを逆算できる。未着磁の強磁性体をH=0から一方向に磁化していく初期磁化曲線を読み、グラフ上のどの点で透磁率μ(=原点からその点までの直線の傾き)が最大になるかを見積もれ、Hをさらに強めてもBがほとんど増えなくなる磁気飽和の状態を、その手前の急激にBが増える領域と区別できる
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    • 磁束の変化量と巻数から、コイルに生じる誘導起電力の大きさをファラデーの法則で計算でき、レンツの法則を使って誘導起電力がエネルギー保存則とどう結びついているかを説明でき、リレーコイルを開放したときに誘導サージ(L×di/dt)が発生する仕組みも同じ法則の帰結として説明できる
    • 自己インダクタンスLと電流の変化率から、コイルに生じる誘導起電力を求められ、磁界中を斜めに移動する導体に生じる運動起電力を e=Blv×sinθ(θは速度ベクトルと磁界のなす角)から計算できる
    • 2つのコイルを直列に接続したときの合成インダクタンスの測定値と、それぞれの自己インダクタンスから相互インダクタンスMを逆算し、結合係数k=M/√(L1×L2)を計算できる
    • 磁束鎖交数NΦ(巻数×磁束)と自己インダクタンスLの静的な関係式NΦ=LIを使って、コイルの巻数・磁束・電流のうち3つが分かれば残り1つを逆算できる
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    • 正弦波交流の最大値から、実効値・平均値をそれぞれ計算できる
    • 波形率・波高率の定義式を使って、正弦波の値(波形率≒1.11、波高率≒1.414)を導け、測定値の波形率が理論値からずれている場合に波形がひずんでいる可能性を判断でき、平均値応答実効値表示のテスタがひずみ波形で誤差を生む理由も説明できる
    • 直流電源と交流電源が混在する回路で、瞬時電流を直流成分と交流成分に分けて考え(重ね合わせの理)、合成された電流の実効値を、直流成分と交流成分(実効値)それぞれの2乗の和の平方根 I=√(Idc²+Iac²) として求められる
    • 基本波と高調波が混在するひずみ波交流(非正弦波)が抵抗で消費する平均電力を、各周波数成分ごとの実効値から個別に計算し、その総和として求められる(異なる周波数の正弦波どうしの積は1周期にわたって平均するとゼロになるため)
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    • R・XL・XCの値から合成インピーダンスZ、電流I、各素子の電圧をベクトル図の考え方で求められる
    • 電圧・電流の位相差(進み/遅れ)をベクトル図から読み取り、力率cosθを計算できる
    • 回路が誘導性か容量性かを、XLとXCの大小関係だけでその場で判定できる
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    • LとCの値から共振角周波数・共振周波数を計算でき、直列共振でインピーダンスが最小(=R)になり電流が最大になることを式から説明できる
    • Q(尖鋭度)を使って、共振時にコイルやコンデンサの両端電圧が電源電圧の何倍に達するかを計算できる
    • 進相コンデンサの増設が高調波との共振を招くリスクを共振の仕組みから説明でき、コイルの巻線抵抗rが誘導性リアクタンスωLより十分小さいとき、直列等価回路(L・rの直列)を並列等価回路(L・Rpの並列)に変換して等価抵抗Rpを計算できる
    • 直列共振回路と並列共振回路(反共振)の違いを説明でき、並列共振ではインピーダンスが最大・電源から見た電流が最小になる(コイルが理想的な場合の説明で、内部抵抗があると厳密にはXL=XCからずれる)一方、L・Cの各枝には電流が流れ続けている(枝電流どうしが打ち消し合っている)ことを区別できる。抵抗Rを含むR∥L∥C回路でも、共振周波数から離れるほどアドミタンスの虚数部(サセプタンス)の不平衡が大きくなり電流が増えることを使って、複数の周波数での電流の大小関係をランキングできる
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    • Y結線・Δ結線それぞれで、線間電圧と相電圧、線電流と相電流の関係(どちらに√3がつくか)を使い分けて計算できる
    • 三相電力の公式P=√3×V(線間)×I(線)×cosθを使って、結線方式によらず三相負荷の消費電力を求められる
    • 三相誘導電動機のY-Δ始動が、なぜ始動電流を抑える効果を持つのかを結線の違いから説明でき、同じ線間電圧でY結線の線電流がΔ結線の1/3になることを式で導ける
    • 二電力計法で三相電力を測定する原理を理解し、電力計の指針が逆振れした場合でも正しく全消費電力を計算できる
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    • 電圧・電流・力率の3つの値から、負荷が実際に消費する有効電力(W)を計算できる
    • 皮相電力(VA)・有効電力(W)・無効電力(var)の関係を、電力の三角形の図と式の両方で説明できる
    • RL直列回路のインピーダンスから力率を求め、消費電力を計算できる
    • 力率改善用コンデンサを入れると何が変わり、何が変わらないかを説明でき、力率を1にするために必要なコンデンサ容量Cを、負荷の無効電力(または皮相電力・力率)から逆算できる
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    • RC回路(τ=RC)・RL回路(τ=L/R)それぞれの時定数を、抵抗値・静電容量・インダクタンスから計算でき、時定数の何倍の時間が経過すると電圧・電流が最終値の何%に達しているかを説明できる(充電63.2%と放電36.8%の違いを区別できることを含む)
    • スイッチを入れた直後(t=0)と十分時間が経過した後(t→∞)のコンデンサ・コイルを、それぞれ短絡・開放のどちらとみなせるかを判断し、回路の初期電流・定常電流を求められる
    • コイルとコンデンサが両方存在するRLC回路では、抵抗の大小によって振動的な過渡応答(オーバーシュート)が起こりうることを理解し、外部電源がない場合はエネルギー保存則から抵抗で消費される総エネルギーを計算できる
    • RL回路でt=0における電流の初期勾配di/dt(=V/L)が、抵抗Rの値によらず電源電圧VとインダクタンスLだけで決まることを理解し、Rの異なる複数の過渡波形を比較する問題での検算に使える
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    • p型・n型半導体それぞれの多数キャリアが正孔か電子かを区別でき、ダイオードの順方向・逆方向特性から整流回路が交流を脈流(直流的な波形)に変える仕組みを説明できる(順方向で電流が流れているとき、電流の向きと実際の電子の移動する向きが逆になる点も含む)。サイリスタがp形・n形の4層構造でありながら端子はアノード・カソード・ゲートの3本しかないこと、ゲート信号で一度オンにすると信号を止めても導通し続け、オフに戻すにはアノード電流を保持電流以下に減らす必要があることも説明できる。真性半導体は温度が上昇するとキャリア(電子・正孔対)の数が増えるため抵抗率がむしろ減少する(温度上昇で抵抗値が増加する金属導体とは逆の性質を持つ)ことも説明できる
    • トランジスタの電流増幅率hFEからベース電流とコレクタ電流の関係を計算でき、小さな電流で大きな電流をオン・オフする『スイッチ』としても使われる理由を説明できる
    • FET(電界効果トランジスタ)がゲート電圧でチャネルを制御する仕組みと、接合形・MOS形(デプレッション形・エンハンスメント形)の違いを説明でき、BJT(バイポーラトランジスタ)とFETを消費電力・静電気への強さ・電流を運ぶキャリアの種類(単極・両極)の観点で比較できる。ホール効果の仕組みも理解し、p形・n形半導体では同じ向きの電流・磁界を加えても発生するホール電圧の極性が反対になる理由を説明でき、シリコン・ゲルマニウムのような単元素半導体と、ガリウムヒ素・インジウムリンのような化合物半導体を区別し、半導体内でキャリヤ濃度が一様でない場合に生じる拡散電流が濃度勾配にほぼ比例することも説明できる。光電効果(金属や半導体の表面に光を当てると電子(光電子)が飛び出す現象)についても、ある振動数以上の光でなければ光電子が放出されない(しきい値振動数)という光の粒子性を、熱電子放出とは異なる現象として区別できる
    • NANDゲートの真理値表から出力を求められ、CMOS(相補型MOS)がpチャネル・nチャネルのMOSFETを相補的に組み合わせて低消費電力でH/Lの2値を出力する仕組みを説明でき、マルチバイブレータを非安定(発振)・単安定・双安定の3種類に分類してそれぞれの動作の違いを説明できる
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    • 計器の内部抵抗と定格電流(電圧)から、測定範囲を拡大する分流器・倍率器の抵抗値を計算できる
    • 可動コイル形・可動鉄片形・電流力計形・整流形・誘導形・熱電形・静電形といった指示電気計器の種類を、それぞれの動作原理から直流専用・交流専用・交流直流両用のどれに分類されるか判別でき、電流計を負荷に直列に入れて電力を測る回路で、電流計自身の内部抵抗が測定値にどれだけの誤差率を生むかを計算できる。測定値と真の値の差から絶対誤差・相対誤差(誤差率)を計算できる
    • ホイートストンブリッジや電位差計(すべり抵抗器を使った零位法)の平衡条件から未知抵抗・未知電圧を計算でき、指針の振れをそのまま読み取る偏位法との違いを説明できる。交流ブリッジでは複素数のインピーダンスの平衡条件Ż1Ż4=Ż2Ż3から未知インピーダンス(抵抗分・リアクタンス分)を求められ、多重レンジ設計や、クランプメータ・絶縁抵抗計・接地抵抗計、ディジタル計器(A-D変換器・量子化・オートレンジ)など現場でよく使う計器の使い分けも判断できる。電位差計で電池の起電力Eをまず零位法で正確に求めたうえで、その電池に既知抵抗を接続して電流を1回測定するだけで内部抵抗rを計算でき、起電力・内部抵抗の両方が未知で2回の測定が必要になる分圧・分流の連立方程式の方法との違いを説明できる
    • ファラド・ワット・ジーメンス・テスラ・ウェーバといった固有の名称を持つSI組立単位を、基本単位や他の組立単位の組み合わせ(C/V、J/sなど)で書き換えられる
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    • トランジスタの電流増幅率hFEとベース電流から、流れるコレクタ電流を計算でき、増幅度を「倍」とデシベル(dB)の間で相互に変換できる。小信号等価回路のhパラメータ(hie・hfe)を使ってエミッタ接地増幅回路の電圧利得Av=hfe×RL'/hieを計算し、利得(dB)と回路定数から必要なベース電流を逆算できる。電力増幅回路のA級・B級・C級を、動作点(バイアスの深さ)・電源効率・無信号時のコレクタ電流の有無から見分けられ、コレクタ損失Pc=Ic×Vce(コレクタ電流×コレクタ-エミッタ間電圧)を計算し、過大なコレクタ損失がトランジスタ破壊につながる理由を説明できる
    • オペアンプの反転増幅回路(Av=-Rf/Rin)・非反転増幅回路(Av=1+Rf/R1)それぞれの利得を抵抗値の比から計算でき、負帰還が利得を下げる代わりに安定性を高めることを説明できる。正帰還を使ったシュミットトリガ(コンパレータ)回路のヒステリシス特性も、負帰還の増幅回路と対比させて説明できる
    • 固定バイアス・電流帰還(自己)バイアス・電圧帰還バイアスの3つのバイアス方式を回路図から見分けてhFEが温度変化でばらついたときのコレクタ電流の安定度を比較でき、エミッタホロワ回路のバイアス設計(抵抗REの値)を計算し交流等価回路で入力インピーダンスがhie単体よりはるかに大きくなる理由(電流帰還)を説明できる
    • FET(電界効果トランジスタ)を使ったソース接地増幅回路の交流等価回路から、相互コンダクタンスgmと抵抗rd・RLを使って電圧増幅度を計算でき、BJTのhFEを使った電流増幅とFETのgmを使った電圧-電流変換という増幅の仕組みの違いを説明できる
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電力

合格水準まで 0%(目安) 基礎を固める段階

できるようになった 0 / 16 トピック

    • 流量・落差(総落差と有効落差の違いに注意)・効率の3つの数値から、水力発電の出力をP=9.8QHηで計算できる。また、水圧管内を満たして流れる水の流速・圧力を、連続の式とベルヌーイの定理を組み合わせて計算でき、負荷急変時に水圧管内で起こる水撃作用とサージタンクの役割も説明できる
    • 落差と流量の条件から、その地点に適した水車の種類(ペルトン・フランシス・カプラン)を選べる。あわせて衝動水車・反動水車の原理の違い(圧力水頭を速度水頭に変換してから羽根に当てるか、圧力水頭を保ったまま反動力を利用するか)とガイドベーン(案内羽根)の役割、揚水発電所の3方式(別置式・タンデム式・ポンプ水車式)の違い、水車発電機の一般的な構造(大径・多極の突極形回転界磁形三相同期発電機、立軸形が多い理由)、調速機と自動電圧調整器(AVR)の役割の違いを説明できる
    • 流況曲線を読み、渇水量や調整運転の条件から、発電所の最大使用流量や必要な有効貯水容量を計算できる。また、流域面積・年間降水量・流出係数から発電計画に用いる年間平均流量を概算でき、設備利用率を使って年間発電電力量を計算できる。あわせて揚水発電所の揚水時電動機入力・発電時発電機出力を効率から計算でき、水車の比速度・回転速度・発電機の磁極数の関係も計算できる
    • 水力発電所に用いられるダムの種別(重力ダム・アーチダム・ロックフィルダム・アースダム・取水ダム)を、外力の支え方と適した地形・地質の観点から見分けられる。あわせて水車のキャビテーションがなぜ発生するか(流水経路中の圧力低下→飽和水蒸気圧以下での気泡発生→高圧部での気泡崩壊)を説明でき、吸出し管の据付高さがキャビテーション対策にどう関わるかも説明できる。また、水力発電所を「落差の得方」(水路式・ダム式・ダム水路式)と「流量の利用方法」(流れ込み式・調整池式・貯水池式・揚水式)という2つの分類軸で整理でき、水路式は緩勾配の水路で落差を稼ぐ方式のため、ダムのような堰堤による大きな落差を得にくいことも説明できる
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    • 発電機出力・燃料消費量・燃料発熱量から熱効率をη=3600P/(BH)×100で計算でき、ランキンサイクルの構成(ボイラ・タービン・復水器・給水ポンプ)と節炭器・過熱器等の役割、タービン出力とエンタルピー差からの使用蒸気量計算も説明できる。あわせてボイラの循環方式(自然循環・強制循環・貫流)と汽水分離器の役割、電気集じん装置の原理も説明でき、発電機出力の時間別運転パターンと所内率から送電端電力量・発電端熱効率を計算できる。発電端熱効率(総合効率)をボイラ効率・タービン室効率・発電機効率の積に分解し、送電端電力量・所内率・他の2つの効率からボイラ効率を逆算することもできる
    • 再熱サイクル・再生サイクル・コンバインドサイクルという効率向上策や、衝動タービン・反動タービンの違いを、それぞれ何をしているかという観点で区別して説明できる。あわせてタービン発電機の一般的な構造(2極の回転界磁形三相同期発電機、円筒形回転子、大容量機での水素冷却)とその理由、さらに水車発電機(鉄機械・突極形)とタービン発電機(銅機械・円筒形)の短絡比・同期インピーダンス・電圧変動率・安定度・線路充電容量の違いも説明できる
    • 複数の発電機が並列運転しているとき、速度調定率とガバナフリー運転の仕組みから、系統周波数の変化に応じた各発電機の出力分担を計算できる。あわせて燃料に含まれる炭素・水素の重量比と燃焼反応式から、燃料消費量に対応する二酸化炭素の発生量や、完全燃焼に必要な理論空気量を計算できる
    • 火力発電所の排ガス対策のうち、脱硝(窒素酸化物の除去)に使われる接触還元法、脱硫(硫黄酸化物の除去)に使われる湿式石灰石-石こう法、燃焼段階でNOx生成そのものを抑える二段燃焼法・排ガス混合(再循環)法の違いを、対象とする物質(NOxかSOxか)と対策の段階(燃焼後の除去か、燃焼条件の調整か)で区別して説明できる
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    • 減速材と制御棒、それぞれの役割の違いを説明できる
    • BWR(沸騰水型)とPWR(加圧水型)の系統構成の違いと、それぞれの特徴を説明できる。あわせてBWRの出力調整方法(制御棒の抜き差しと再循環ポンプの流量調節)と、制御棒が炉心下部から挿入される構造になっている理由も説明できる
    • 原子力発電がベースロード電源として運用される理由と、原子燃料サイクル(濃縮・再処理・MOX燃料・プルサーマル)の各工程が指す段階を区別して説明できる
    • 質量欠損とアインシュタインの関係式E=mc²を使って、核分裂反応で発生するエネルギーを計算できる
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    • 太陽光・燃料電池・風力それぞれの発電方式が直流を発生するか交流を発生するかを説明でき、パワーコンディショナ(PCS)が担う直流→交流変換・系統同期の役割もあわせて説明できる。あわせて風車のロータ軸出力を、パワー係数・空気密度・受風断面積・風速からP=0.5×ρ×A×v³×Cpで計算できる
    • 逆潮流と単独運転という紛らわしい2つの用語を、正常現象と異常現象として区別できる。あわせて逆潮流が配電線の電圧を上昇させる仕組み(線路抵抗による電圧降下の向きが反転すること)と、電圧上昇を抑える代表的な対策(SVR等の電圧調整設備、専用線・負荷分割による系統増強、パワーコンディショナの高調波抑制フィルタ)を説明できる
    • 小水力・風力で使われる誘導発電機の特徴を、同期発電機との違い(励磁装置の要否・並列操作・単独発電の可否)から説明でき、系統への並列投入時に励磁用の無効電力を系統から急に吸い込むため突入電流が大きくなりやすいという実務上の注意点もあわせて説明できる
    • 地熱発電・バイオマス発電それぞれの熱源・燃料の性質を説明できる
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    • Y結線とΔ結線それぞれの相電圧・線間電圧の関係と、結線方式が中性点接地の可否・第3高調波の挙動にどう影響するかを説明できる
    • V結線で運転しているときの出力低下の程度(Δ結線比で約57.7%)を計算できる。また、複数台の変圧器のうち1台が故障したとき、残りの変圧器の過負荷運転(定格容量の120%運転など)でどこまで負荷を賄えるか、不足分を他の変電所へ何%切り換える必要があるかを計算できる
    • SF6ガス絶縁開閉装置(GIS)が変電所を小形化できる理由、SF6ガスの基本的な性質(消弧能力・絶縁破壊電圧・地球温暖化への影響)、アモルファス鉄心材料を使った柱上変圧器がけい素鋼帯を使った変圧器と比べて鉄損・加工性・コスト・磁束密度の面でどう違うかを説明できる。あわせて鉄心材料を薄板にして積層する目的(渦電流損の低減)と、けい素鋼材が鉄にけい素を加えて透磁率・抵抗率を高めた材料であることを、鉄損の内訳(ヒステリシス損・渦電流損)と結びつけて説明できる
    • 変電所の用途面での分類(送電用変電所・配電用変電所に加え、周波数の異なる系統を連系する周波数変換所、直流を介して系統を連系する交直変換所)を説明でき、進相コンデンサ・分路リアクトルなどの調相設備や負荷時電圧調整器、開閉装置による系統切り換えが、電圧調整・電力潮流調整のどの役割を担っているかを整理して説明できる
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    • 送電線路のR・L・Cそれぞれが、線間距離や導体の太さ、架空か地中かでどう変化するかを説明できる
    • 電圧降下の概算式 ΔV≈√3 I(Rcosθ+Xsinθ) を使って、条件から電圧降下を計算できる。あわせて、送電線路のリアクタンスを基準容量・基準電圧で百分率表示した%リアクタンスに変換でき、送電端・受電端の相差角から送電電力を計算する式 Ps=(Vs・Vr/X)sinδ も使える。線路に直列コンデンサを挿入してリアクタンスを補償したときの合成%リアクタンス・送電電力への影響も計算できる
    • フェランチ効果が起きる条件(無負荷・軽負荷・長距離)と、電圧が上昇する理由を説明できる。あわせて、送電線をπ形等価回路(直列リアクタンスと送受電端のアドミタンス)で表したとき、受電端が無負荷の場合の受電端電圧・送電端電流を計算できる
    • 送電損失(3I²R)と受電端電力に対する損失率の条件から、電線の最小断面積を計算できる
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    • 径間・電線の単位重量・水平張力の3つの値から弛度をその場で計算でき、弛度が径間の2乗に比例する関係を踏まえて径間を変えたときの弛度の変化も暗算に近い速さで見積もれる
    • 弛度の公式に使う張力が、支持点の張力ではなく電線最下点の水平張力であることを説明できる。あわせて、電線を引き留める支持物(電柱・鉄塔)において、電線の水平張力を支線(ガイワイヤ)が受け止める仕組みを、力のつり合い(ベクトルの分解・合成)から計算できる
    • 気温の変化に伴う電線の伸縮から、線膨張係数を使って別の温度でのたるみを推定する考え方を説明できる
    • 微風振動・サブスパン振動・ギャロッピング・スリートジャンプという架空送電線の代表的な振動現象を、発生条件と対策の違いで区別して説明できる
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    • 非接地・直接接地・抵抗接地・消弧リアクトル接地、4つの方式それぞれの地絡電流の大きさと健全相電圧上昇の傾向を説明できる
    • 地絡電流を抑える接地方式ほど、地絡検出には高感度な保護方式が必要になるというトレードオフを説明できる
    • 自社が扱う受変電設備・キュービクルのB種接地工事が、上位系統の接地方式とつながっていることを理解できる
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    • 変圧器の定格容量と%インピーダンスから短絡容量・短絡電流をその場で計算でき、計算した短絡電流をもとに、標準定格の中から実際に選定すべき遮断器の定格遮断電流を選べる
    • 基準容量が異なる機器の%インピーダンスを同じ基準容量に換算でき、%Zが小さいほど短絡電流が大きくなる関係を遮断器の選定と結びつけて説明できる
    • 故障点が変圧器端子から離れている場合に、線路の%Zを合成して短絡電流を求め、母線電圧の低下を%Zの比率から計算できる。あわせて%インピーダンスの異なる変圧器を並列運転したときの負荷分担(容量/%Zに比例する)も計算できる
    • 進相コンデンサの投入・開放にともなう需要家端の電圧変動率と、電源側から見た百分率リアクタンス%X・コンデンサ容量・基準容量の関係(ΔV[%]=Q×%X/Pb)を使って、電圧変動率から%Xを逆算する、または%Xから電圧変動率を見積もる計算ができる
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    • 継電器と遮断器の役割の違いを、検出と遮断という機能で説明できる
    • 保護協調(選択遮断)で、限時継電器の反限時特性を利用して下位の保護装置を上位より先に動作させる設計にする理由と、その動作順序を説明でき、限時特性図とタイムレバー位置から整定すべきタップ電流や動作時間を計算できる。あわせて反限時特性・定限時特性・瞬時特性・反限時定限時特性という限時特性の種類を、動作時間と電流の関係の違いから区別できる。また、非接地配電系統の地絡保護で無方向性の地絡過電流継電器(GR)と方向性の地絡方向継電器(DGR)を使い分ける理由、構内高圧ケーブルのこう長(=自己の対地静電容量)が長いほど無方向性GRの誤不動作リスクが高まる仕組みも説明できる
    • 遮断器を選定する際に確認すべき2つの定格(定格電流・定格遮断電流)を挙げ、それぞれ何と比較すべきかを言える。あわせて、消弧能力を持たず負荷電流の遮断ができない断路器と遮断器の役割の違い、両者を操作する正しい順序、誤操作防止のインタロックの役割、そして真空遮断器(VCB)が小形軽量・長寿命・多頻度開閉に強い一方で開閉サージに留意が必要という特有の性質も説明できる
    • 継電器が電流・電圧を検出できる仕組み(計器用変成器CT・PT)と、変流器の二次側を開放してはならない理由を説明できる
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    • 単相2線式・単相3線式・三相3線式・三相4線式を、電線の本数と中性線の有無で見分けられ、三相4線式が使われる典型的な場面(単相・三相混在負荷への対応)も挙げられる
    • 単相3線式が単相2線式より電線材料を節約できる理由を、線路損失一定の条件から自分で計算して示せる
    • 単相3線式の中性線が欠相(断線)したときに、どちら側の電圧が上昇し危険なのかを判断でき、あわせて不平衡電流を均等化するバランサの働きと、接続前後の電流・線路損失の変化を計算できる
    • 高圧配電系統の放射状方式・ループ方式・スポットネットワーク方式の違い、および柱上開閉器・高圧カットアウトが配電線路のどこで何を切り離すための機器かを説明できる。あわせて低圧配電系統の構成(放射状方式・バンキング方式・低圧ネットワーク方式)の違いと、バンキング方式特有のカスケーディング現象・保護協調、地中配電線路と架空配電線路を比較したときの得失も説明できる
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    • 単相・三相の電圧降下近似式を使って線路の電圧降下[V]を計算でき、力率が悪化すると電圧降下・損失がなぜ増えるのかを電流の増加という観点で説明できる
    • 配電用変電所の負荷時タップ切換装置付変圧器(LRT)・負荷時電圧調整器(LRA)と、力率改善用コンデンサを配電線のどの位置(高圧側・低圧側)に設置すべきかを、電圧調整の実務の観点から説明できる
    • 目標力率が決まったとき、必要な進相コンデンサの容量[kvar]を計算でき、過補償(進み力率)のリスクや、分路リアクトル・同期調相機・静止形無効電力補償装置など他の調相設備の使い分けも説明できる
    • 6.6kV配電系統と22/33kV配電系統を比較し、配電電圧を高めることで電流・電力損失がどう変わるか(電流は電圧に反比例、損失はさらにその2乗で反比例)を計算でき、両者で中性点接地方式が異なりうる理由も説明できる
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    • CVケーブルの断面構造(導体・半導電層・絶縁体・遮蔽層・シース)を役割とセットで説明でき、OFケーブルから主流交代した技術的な理由や、絶縁劣化(水トリー・部分放電)が起きる箇所への理解もあわせて説明できる。あわせて変圧器・コンデンサなどに使われる絶縁油の種類(鉱油系・合成・植物性)と、水分量測定・ガス分析による劣化診断の考え方、気体絶縁材料と固体絶縁材料の一般的な性質の違い(電気抵抗率・誘電率・絶縁破壊強度)、固体絶縁材料内部のボイド(空隙)でなぜ部分放電が起きやすいかを誘電率の違いによる電界集中の観点から説明できる
    • 地中送電線の布設方法(直接埋設式・管路式・暗きょ式)を、工事費・事故復旧・将来増設・多条布設時の許容電流の観点から比較でき、マーレーループ法の原理(ホイートストンブリッジの平衡条件)を使ってケーブル線路の地絡故障点までの距離を計算できる。パルスレーダ法・静電容量測定法との原理の違いと、地絡事故・断線事故のどちらに適用できるかも説明できる。あわせて地中配電線路特有の機器(樹脂製・磁器製のがい管、設置コストの大きい直埋変圧器、ガス絶縁方式の開閉器、変圧器を内蔵する供給用配電箱)の特徴も説明できる
    • 電線導体の種類(軟銅線・硬銅線・鋼心アルミより線ACSR)を、可とう性・引張強度・導電率・軽量性という観点から使い分けられる
    • 交流の地中送電線路に使用される電力ケーブルで発生する損失を、抵抗損・誘電体損・シース損の3種類に分けて説明でき、それぞれの発生原因に応じた低減対策(導体断面積の大サイズ化・分割導体、誘電率や誘電正接の小さい絶縁体の採用、クロスボンド接地方式など)を対応づけて説明できる
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    • がいしの役割(機械的支持と電気的絶縁の両立)を、送電線・受変電設備の実物と結びつけて説明できる
    • 沿岸部でがいし連の枚数が増えたり耐塩がいしが使われたりする理由を、汚損とフラッシオーバの関係から説明できる
    • 絶縁協調の考え方(避雷器の制限電圧を機器のBILより低く設定する)を、なぜそうするのかの理由まで含めて説明できる
    • 架空送電線路のアークホーン・アーマロッド・相間スペーサ・埋設地線など主要構成部材の役割と、架空地線の遮へい角が直撃雷対策に果たす役割を説明できる
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    • 静電誘導障害と電磁誘導障害を、原因(電圧か電流か)と発生タイミング(平常時か地絡事故時か)で区別できる
    • ねん架・遮へい線・離隔距離・接地方式など、誘導障害の軽減策を、どちらの障害に効くのかで整理して説明できる
    • 地絡電流が大きい直接接地方式が超高圧系統で採用されている理由を、電磁誘導障害とのトレードオフから説明できる
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    • コロナ損失が発生する条件(導体表面の電界強度が空気の絶縁破壊電圧を超える)と、天候によって損失が変化する理由を説明できる
    • 表皮効果がなぜ交流電流を導体の表面側に偏らせるのか、直流との違いを説明できる
    • 多導体方式・ACSR(鋼心アルミより線)が、コロナ損失対策と表皮効果対策の両方に理にかなっている理由を説明できる
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機械

合格水準まで 0%(目安) 基礎を固める段階

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    • 巻数比から一次・二次の電圧比・電流比を正しい向きで計算でき、二次側のインピーダンスを一次側に換算する(巻数比の2乗をかける)計算もできる
    • 変圧器の等価回路にある励磁回路(鉄損・磁化電流)と漏れインピーダンスが、それぞれ何を表しているかを説明でき、鉄心のケイ素含有・積層構造や冷却方式(油入・乾式)といった変圧器の物理的な構造がその損失や絶縁とどう結びついているかも説明できる
    • 単巻変圧器の分路巻線・直列巻線の役割と、自己容量・負荷容量の違いを説明し、昇圧用でも降圧用でも高圧側の電圧を基準にした式で両者の比を計算できる
    • 短絡試験の測定値(電圧計・電流計・電力計の読み)から、一次側換算の等価インピーダンス・抵抗・漏れリアクタンスを求められ、大形変圧器の温度上昇試験で返還負荷法が使われる理由も説明できる
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    • 鉄損・銅損・出力から変圧器の効率を計算し、最大効率になる負荷率を求められる。百分率抵抗降下・百分率リアクタンス降下から、遅れ力率・進み力率の両方で電圧変動率の近似値を計算できる
    • 単相変圧器2台をV結線したときの三相出力容量を、Δ結線と比較して計算でき、三相三巻線変圧器の三次巻線(調相用コンデンサ等)が一次側の電流・無効電力にどう影響するかも計算できる。三相変圧器の一次・二次の結線方式(Y-Y、Δ-Δ、Y-Δ)の組合せによって、一次電圧に対する二次電圧の位相変位(角変位)が生じるかどうかも判断でき、単相変圧器2台で三相を二相に変換するスコット結線の目的・構成もV結線と区別して説明できる
    • 変圧器を並行運転させるための4条件を挙げ、条件が崩れたときに何が起きるか(巻数比の差による循環電流や、%インピーダンスの差による負荷分担の偏りなど)を、計算を含めて説明できる
    • 負荷率・力率の変化が出力・効率に与える影響を計算でき、規約効率計算のための巻線抵抗の温度換算(235+T:235+t)もできる
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    • 電源周波数と極数から回転磁界の同期速度を計算し、実際の回転速度との差からすべりをパーセントで計算でき、すべりから二次周波数も求められる
    • 誘導電動機の二次入力・二次銅損・機械的出力が1:s:(1-s)の比で配分されることを使って、二次銅損や機械的出力を計算でき、二次入力(同期ワット)=トルク×同期角速度という関係を使ってトルクから直接二次入力を求めることもできる
    • 誘導機を同期速度より速く回すとすべりが負になり誘導発電機として動作することを説明でき、銅損・鉄損(渦電流損+ヒステリシス損)・機械損という電気機器の損失の3分類も説明できる
    • 固定子(一次)と回転子(二次)の関係を変圧器とのアナロジーで説明でき、二次起電力がすべり倍になることや、一次巻線抵抗測定・無負荷試験・拘束試験から等価回路定数を求める手順(変圧器の短絡試験との対応)も説明できる
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    • 同期速度・すべりの式から誘導電動機の回転速度を計算でき、始動電流の大きさが遮断器・電磁開閉器・熱動継電器の選定にどう影響するかを説明できる
    • トルク-すべり曲線の形(最大トルクの位置と、始動点・運転点の関係)を図に描いて説明でき、電動機と負荷のトルク-速度曲線の交点が安定な運転点か不安定な運転点かも判定できる
    • 全電圧始動・スターデルタ始動・二次抵抗始動・インバータ始動を、電流とトルクへの影響で比較して使い分けを判断でき、二重かご形・深溝かご形誘導電動機が表皮効果を利用して始動トルクと運転効率を両立させる仕組みや、回転子導体の材料変更が二次抵抗・効率に与える影響も説明できる。また単相誘導電動機は主巻線1つだけでは回転磁界ができず自己始動できない理由と、分相始動・コンデンサ始動といった補助巻線を使った起動法の基本原理も説明できる
    • 極数変換制御・二次抵抗制御・インバータ制御(VVVF)という誘導電動機の速度制御方式を比較して説明でき、CVCF電源とVVVF電源の違いも区別できる。同じ負荷トルクを保ったまま二次抵抗を変化させたときの比例推移(r2/s=一定)を使い、回転速度の変化から追加した二次抵抗の倍率を計算できる
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    • 極数と周波数から、同期発電機を回す原動機の回転速度を計算でき、同期インピーダンスと負荷角から出力 P=(EV/Xs)sinδ を計算できる。電機子電流と力率からベクトル図(E=V+jXsIa)を描いて負荷角δを求めることもできる
    • 負荷の力率(遅れ・進み)による電機子反作用の向きと、無負荷飽和試験・短絡試験から求める同期インピーダンスの計算を、あわせて説明できる。回転電機子形と回転界磁形の違い、水車発電機(突極形・低速多極)とタービン発電機(円筒形・高速小径長胴形)の構造上の違いも説明できる
    • 2台の発電機(または発電機と系統)を並行運転させるために一致させる必要がある4条件を挙げられ、条件が崩れた状態で投入すると何が起こるかを説明できる
    • 極数・磁束・巻数・巻線係数から無負荷誘導起電力を計算でき、短絡比の意味(大きい/小さいことが発電機の外形・安定度・電圧変動率に与える影響)を説明できる。%同期インピーダンスと定格電流から、定格電圧に相当する無負荷起電力を発生させる界磁電流での三相短絡電流を計算し、短絡特性の比例関係を使って必要な界磁電流を逆算することもできる
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    • 極数と周波数から、同期電動機の回転速度(脱調していない場合)を計算でき、誘導電動機との違い(すべりを持たず、常に同期速度で回る)も説明できる
    • 界磁電流(励磁)を強める・弱めることで、電機子電流の力率が進み側・遅れ側のどちらに動くかを説明でき、力率1で運転しているときの相電圧・同期リアクタンス・電機子電流から内部誘導起電力Eの大きさを等価回路(E=V-jXsI)を使って計算できる
    • 同期電動機がそのままでは自己始動できない理由と、実際に使われる始動法を説明できる
    • 負荷角と脱出トルクの関係、負荷急変で乱調が起こる仕組みと、制動巻線による乱調抑制の働きを説明できる
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    • 極数・導体数・磁束・回転速度から発電機の起電力Eを計算し、分巻発電機の界磁電流・負荷電流から電機子電流Iaを求められる
    • 無負荷時と定格負荷時の端子電圧から、電圧変動率を計算できる
    • 自己励磁発電機が電圧を立ち上げられない典型的な原因(残留磁気・界磁抵抗・結線極性)と、電機子反作用を緩和する実務的な対策(補償巻線・補極・ブラシ位置の移動)を説明でき、幾何学的中性軸と電気的中性軸の違い、小容量機では補極、大容量機では補償巻線が一般的に選ばれる理由も説明できる
    • 直流機の固定子(界磁鉄心・継鉄)と回転子(電機子・整流子)の構成、電機子鉄心に積層鉄心が使われる理由、重ね巻・波巻の使い分けを説明できる
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    • 端子電圧・電機子電流・電機子抵抗から逆起電力Ebを計算でき、始動の瞬間に大電流が流れる理由(Eb=0)から始動抵抗が必要な理由も説明できる。速度が上昇するにつれて始動抵抗を段階的に切り替える多段始動でも、切替直前の逆起電力を求めて必要な抵抗値を計算できる。V>EbかEb>Vかで電動機運転と回生制動が切り替わることも、電圧方程式から説明できる
    • 界磁磁束を強める・弱めると、回転速度がそれぞれどう変化するかを式から即座に判断でき、大電流域では電機子反作用によって磁束がわずかに減少し、速度・トルク特性が単純な比例関係から外れる(速度は下がりにくくなる、トルクは頭打ちになる)ことも説明できる
    • 直巻電動機を無負荷で運転してはいけない理由を、磁束と速度の関係から説明でき、直巻構造を交流駆動に応用した交流整流子モータ(ユニバーサルモータ)がなぜ交流でも一方向のトルクを出せるかも説明できる
    • 永久磁石電動機の始動電流から電機子抵抗を逆算し、定格運転時の効率を計算できる
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    • 単相半波・単相全波・三相全波整流回路それぞれの直流平均電圧を計算でき、相数(パルス数)を増やすほど脈動(リプル)が減る理由も説明できる
    • サイリスタ整流回路の点弧角(制御角)を変えると、直流電圧がcosαに比例して変化する理由を説明でき、三相整流回路では交流側リアクタンスによる転流の重なり角と順電圧降下により実際の出力電圧が理論値より下がることも説明できる
    • 抵抗負荷とRL(誘導性)負荷での整流回路の電流波形の違いを理解し、環流ダイオード(フリーホイーリングダイオード)を追加すると誘導性負荷の電流が連続的になる仕組みを説明できる
    • ダイオード・サイリスタ・パワーMOSFET・IGBTの定常動作の違いを、ゲート信号による能動的な遮断(自己消弧)能力の有無という観点で比較できる
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    • 降圧・昇圧チョッパのデューティ比と出力電圧の関係式(降圧Vo=αVs、昇圧Vo=Vs/(1-α))を使い分けて計算できる
    • 整流器・インバータ・チョッパの変換方向を即答でき、インバータが周波数だけでなく電圧も一緒に変える理由(V/f一定制御)をモータの磁束の観点から説明できる。エレベータのような定トルク負荷と、送風機・ポンプのような二乗低減トルク負荷の違いを説明でき、送風機の相似則(風量∝速度、圧力∝速度の2乗、動力∝速度の3乗)を使って回転数制御による省エネルギー効果を計算できる。交流→交流の変換のうち、周波数を変えずサイリスタの制御角(点弧角)で電圧だけを調整する交流電力調整装置と、周波数そのものを変えるサイクロコンバータの違いも区別できる
    • 太陽光発電用パワーコンディショナの回路構成(昇圧チョッパ+インバータ+高調波抑制フィルタ)とMPPT・系統連系保護の役割を説明でき、「自立運転」と「単独運転」の違いや、太陽電池のセル・モジュール・アレイという構成の階層も区別できる
    • 単相ブリッジ電圧形インバータがスイッチの組合せ(対角ペアのON/OFF)で交流の矩形波を作る仕組みを理解し、誘導性負荷(RL)に対する電流の時定数L/Rを計算できる
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    • 点光源からの距離と入射角から、逐点法で任意の点の照度を計算できる。均等放射の点光源では全光束から光度を換算(I=F/4π)でき、複数の光源が同時に照らす点の照度は、各光源の寄与を足し合わせて求められる。蛍光灯のような無限長の直線光源(線光源)の直下では、点光源とは異なる近似式E=F'/(2πh)で照度を求められる
    • 1灯あたりの光束・灯数・照明率・保守率から、部屋全体の平均照度を光束法で計算できる
    • 目標の平均照度を満たすために必要な灯数を、光束法の式を逆算して求められる
    • 光束発散度・輝度という2つの追加の光の量を、光束・照度と区別し、単位(lm/m²、cd/m²)とあわせて説明できる
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    • 電流・抵抗・通電時間からジュール熱を計算し、変換効率や顕熱(Q=mcΔT)・潜熱(融解熱・気化熱)を踏まえて必要な電力・時間を逆算でき、直接抵抗加熱・間接抵抗加熱・誘導加熱・誘電加熱の違いを、電流が流れる経路と交番磁界・交番電界のどちらを使うかという観点で説明できる
    • 熱の伝わり方を電気回路とのアナロジー(温度差⇔電圧、熱流⇔電流、熱抵抗⇔電気抵抗)で捉えて定常状態の熱伝導による熱流を計算でき、熱媒体を必要としない熱放射(ステファン・ボルツマンの法則)による熱流も計算できる
    • 誘導加熱で被加熱物が加熱されやすいかどうかを、透磁率・周波数(表皮効果)・電気抵抗率の観点から説明でき、周波数の高低で加熱される深さがどう変わるかも選べる
    • ヒートポンプの成績係数(COP)を使い、消費電力量から供給熱量・加熱後の水温を計算できる
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    • 開ループ制御とフィードバック制御を、検出部・比較部の有無で判定できる
    • 負帰還の閉ループ利得の式 G/(1+GH) を使って、フィードフォワード経路を含む複雑なブロック線図でも全体の伝達関数を段階的に求められ、合流点にマイナス(引き算)で外乱などが加わる場合も、重ね合わせの原理で目標値応答・外乱応答をそれぞれ求められる
    • PID制御のP・I・Dそれぞれの役割を理解し、制御盤の温度調節器やインバータの速度制御になぜPID制御が実装されているかを説明できる
    • 一次遅れ要素のボード線図を、折れ点角周波数と-20dB/decadeの傾きを使った折線近似で概形を描け、積分要素を含む閉ループ(負帰還)の全体の周波数伝達関数を一次遅れの形に直して、低域ゲイン[dB]と折れ点を読み取り、折線近似と正確なゲインの差も見積もれる
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    • リレーのa接点(常開)・b接点(常閉)の動作原理を理解し、自己保持回路(並列接続)やインターロック回路(b接点の直列挿入)の接点配置から動作を説明できる
    • シーケンス制御とフィードバック制御の違いを、制御の進み方の観点から説明できる
    • 論理回路の基本ゲート(AND・OR・NOT)とリレー接点の対応関係を理解して真理値表・タイムチャートから出力を求められ、排他的論理和(ExOR)・否定論理和(NOR)を含む論理演算、2進数⇔10進数・2進数⇔8進数・2進数⇔16進数の相互変換、ブール代数の法則(分配則・吸収則・ド・モルガンの定理など)を使った論理式(積和形式・和積形式)の簡単化もできる
    • コンピュータを構成するハードウェアを入力装置・出力装置・記憶装置・中央処理装置(制御装置・演算装置)に機能面から分類でき、主記憶装置に使われる半導体メモリ(RAM=DRAM/SRAM、ROM、EPROM、EEPROM)を、揮発性か不揮発性か・書き換えの可否・消去方法の違いで説明できる
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    • 電流・時間・原子量・価数からファラデーの法則で析出する物質の質量を計算できる
    • 電気分解の陰極・陽極と、電池放電時の正極・負極で、+/-端子との対応関係がなぜ入れ替わるかを説明できる
    • 鉛蓄電池のセル電圧(公称2.0V)から直列数を逆算でき、充放電に伴う正極・負極の化学反応(放電で両極とも硫酸鉛に変化する仕組み)や、過充電時に発生するガスの種類とその理由(水の電気分解)も説明できる
    • リチウムイオン二次電池の正極・負極・電解液の構成と、放電時のリチウムイオンの移動方向、セル電圧が鉛蓄電池よりずっと高い(3〜4V程度)理由を説明できる
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    • サーボモータ・ステッピングモータ・ブラシレスDCモータの違いを、フィードバックの有無や機械的接点(ブラシ・整流子)の有無という観点で説明でき、エンコーダ(検出器)故障時に制御系がどう異常動作しうるかも説明できる。小形直流モータの整流子片・電機子の構造や、希土類磁石の保磁力を活かしたコアレス構造、SPMSM・IPMSM・SynRMという小形同期モータの分類も説明できる
    • パルス数・パルス周波数とステップ角から、ステッピングモータの回転角度・回転速度を計算できる
    • 減速機の減速比Nと効率ηから負荷側の回転速度・トルク・動力を計算でき、巻上機やポンプのように直線運動・流体の汲み上げを伴う負荷でも、質量(または流量・揚程)・速度・重力加速度・効率から電動機の所要出力[kW]を計算できる
    • 回転速度・角速度・出力からトルクを求め、はずみ車(フライホイール)の慣性モーメントと角速度から蓄えられる運動エネルギーを計算できる
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法規

合格水準まで 0%(目安) 基礎を固める段階

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    • ある電気工作物が一般用電気工作物か事業用電気工作物かを、受電電圧と発電設備の有無から仕分けられ、小規模事業用電気工作物など設備の種類に応じた保安規程の届出・主任技術者選任の要否を判断できる
    • 電気工事士法が定める第一種・第二種電気工事士、認定電気工事従事者、特種電気工事資格者それぞれが従事できる電気工事の範囲を区別でき、電気用品安全法が定める特定電気用品・特定電気用品以外の電気用品の区分とマーク(<PS>E・(PS)E)の違い、電気工事士がその電気工事に使用してよい電気用品の要件を説明できる
    • 事業用電気工作物を設置する者が負う技術基準への継続的な維持義務(39条)と不適合時に主務大臣が命じうる是正措置(修理・改造・移転・使用の一時停止・制限、40条)、電気の需給がひっ迫した場面でOCCTOが会員へ指示できる措置、経済産業大臣が電気事業者に命じうる安定供給確保の措置、及び経済産業大臣が需要家側に電気の使用制限等を命じ、又は勧告することができる制度(電気の使用制限等、34条の2)の三者の違いを説明できる
    • 一般用電気工作物と直接接続する電線路維持運用者が負う調査義務(57条)の対象・立入り承諾が得られない場合の扱いと、技術基準不適合を認めたときに所有者・使用者へ通知すべき内容を説明できる
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    • 電気設備技術基準(省令)と電気設備の技術基準の解釈(解釈)のどちらが具体的な数値基準を定めているかを言い当てて電技の制定根拠が電気事業法であることを電気工事士法や電気用品安全法と混同せずに指させ、解釈に定められた工法以外の方法でも同等以上の性能があれば技術基準に適合しうるという性能規定の考え方を説明できる
    • 屋内に施設する電動機の過負荷保護、電路の必要箇所に施設する過電流遮断器の目的、電気使用場所の配線に関する基準(裸電線の使用制限・屋内電路の対地電圧の制限・低圧用配線器具の施設基準・金属ダクト工事の施設基準)を、それぞれの原則と例外条件から判定できる
    • サイバーセキュリティの確保が電技(省令)自体に明文の義務として定められていること、発電用風力設備には電技とは別の専用省令が、風車本体の構造安全性等に加えて風車を支持する工作物(タワー等)の強度要件・小規模設備における昇塔防止措置も定めていること、変圧器・開閉器等の電磁誘導作用による人の健康影響の防止(磁束密度に関する規制の考え方)、粉じん・可燃性ガス・危険物といった特殊場所における施設制限を、それぞれどのような性能規定として電技に定められているか説明でき、可燃性ガス等が存在する場所の屋内配線に電技解釈が求める具体的な工事方法(金属管工事・ケーブル工事の使用条件)も区別できる
    • 電技第5条が定める『電路は大地から絶縁しなければならない』という原則と、構造上やむを得ない場合や落雷等の異常発生時に限って接地その他の措置で足りるとする例外を区別でき、電技第10条・第11条が定める『電気設備の接地』という保安原則(なぜ接地をするのか)を、A種〜D種の接地工事の各論とは別のレイヤーの規定として説明できる
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    • 対象設備の使用電圧・受電電圧から、A種〜D種のどの接地工事が必要かを仕分けられ、A種接地工事に用いる接地線の太さ(引張強さ・軟銅線の直径)の基準を説明できる
    • B種接地工事の接地抵抗値を、1線地絡電流Igから計算式(150/Ig等)で求められる
    • 高低圧混触事故時にB種接地工事が低圧側電位上昇を抑える仕組み、低圧電路の構成(中性点の有無・非接地方式かどうか)によって接地箇所が低圧側中性点・低圧側の1端子・混触防止板のいずれかに変わること、高圧側電路の自動遮断装置の動作時間による接地抵抗値基準の緩和、及び配電線路の公称電圧・電線延長から1線地絡電流Igを電気設備技術基準の解釈(17-2表)が示す計算式で求める手順を、あわせて説明できる
    • 電路のどこに接地を施すことができるか(電路の中性点、特別高圧の直流電路、燃料電池の電路、高圧計器用変成器の2次側電路等)、及び低圧・高圧・特別高圧それぞれの電路に地絡遮断装置を施設すべき箇所・省略できる代表的なケースを説明できる。また、接地工事そのものを省略できる条件(電気設備技術基準の解釈第29条系統)と、地絡遮断装置を省略できる条件が、別の制度であることを区別できる
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    • 低圧電路の対地電圧の区分から絶縁抵抗の基準値を判断でき、絶縁抵抗測定と絶縁耐力試験それぞれが証明していることの違いを説明できる
    • 公称電圧から最大使用電圧、そして絶縁耐力試験の試験電圧までを2段階の計算で導け、太陽電池モジュールのような対象ごとに定められた試験電圧の特例(直流1.5倍又は交流1倍・500V未満なら500Vなど)も区別できる
    • 変圧器の電路の絶縁耐力試験は、一般の電路の基準(最大使用電圧7,000V以下なら1.5倍)とは別に、7,000Vを超える場合は中性点接地式電路(多重接地)かどうかで0.92倍・1.25倍に分かれることを説明し、実際に試験電圧を計算できる
    • 高圧ケーブルの絶縁耐力試験で充電電流が問題になる理由と補償リアクトルが果たす役割を説明でき、試験用変圧器・補償リアクトルの容量制約から必要な補償リアクトルの台数を逆算でき、また低圧電線路の絶縁性能の基準(電技第22条:使用電圧に対する漏えい電流が最大供給電流の1/2000以下)を使って許容漏えい電流を計算でき、電気使用場所の低圧電路を区切った電路ごとの漏えい電流の基準(1mA以下。電技解釈第14条第二号)とは別の基準であることを区別できる
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    • 電気事業法上、設置者が負う保安規程の届出義務と主任技術者の選任義務、それぞれの根拠条文を挙げられる
    • 第一種・第二種・第三種の電気主任技術者免状が保安の監督を行える事業用電気工作物の範囲を、電圧の条件だけでなく発電所の出力による除外規定まで含めて判断できる
    • 主任技術者に電気事業法が課す2つの職務規定——保安の監督を誠実に行う義務(43条4項)と、工事・維持・運用に従事する者が主任技術者の指示に従う義務(43条5項)——を、選任義務(43条1項)と区別して説明できる
    • 太陽電池発電所のような分散型電源について、出力の規模に応じて手続きの区分が変わること——小規模事業用電気工作物は保安規程・主任技術者の対象外、10kW以上2,000kW未満は使用前自己確認、2,000kW以上は工事計画の事前届出——を説明でき、太陽電池発電所の工事計画は認可ではなく事前届出であることを、施行規則別表第二の認可欄・事前届出欄で見分けられる
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    • 事故報告の速報と詳報、それぞれの期限(24時間以内・30日以内)と役割の違いを説明できる
    • 報告対象となる感電等の死傷事故が『死亡または入院を伴う場合』に限られることを踏まえて、軽微な事故との違いを判断できる
    • 事故報告の宛先が経済産業大臣(実務上は所轄の産業保安監督部長)であり、労働基準監督署への報告とは別の制度であると区別できる
    • 破損事故の対象が『主要電気工作物』に限られ、需要設備では受電電圧10,000V(1万V)以上が該当の目安になることを踏まえて、需要設備内の一般的な負荷設備の損壊が報告対象になるかどうかを、伴う結果(死傷・火災・供給支障・他物件への損傷の有無)まで含めて判断できる
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    • 設備容量と需要率から個々の需要家(または設備群)の最大需要電力を計算し、複数の需要家(設備群)の最大需要電力と不等率から合成最大需要電力を計算できる。また『正時からの30分間平均使用電力』という最大需要電力(デマンド)の定義に基づき、目標値を超えないために必要な負荷抑制量を計算できる
    • 平均需要電力と最大需要電力から負荷率を計算でき、需要率・不等率・負荷率の3つの指標を混同せず、それぞれの分母・分子を正しく使い分けられる
    • 配電線路の抵抗・リアクタンス・負荷電流・力率から、電圧降下の近似式で電圧降下を計算し、力率改善が電圧降下を小さくする方向に働く理由を説明できる
    • 電力需給の均衡を保つために、需要側の使用パターンを変化させるディマンドリスポンス(デマンドレスポンス)の考え方と、アグリゲーターを介した需要家と電気事業者の間のネガワット取引の仕組みを説明できる
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    • 合成最大需要電力と力率から必要な変圧器容量(kVA)を計算し、規格容量の中で過不足のない容量を選定して、需要率・不等率の計算(kW)から変圧器容量の選定(kVA)までを一連の流れとして説明でき、単相変圧器3台のΔ-Δ結線バンクの1台が故障したときのV結線(V-V結線)容量(P_V=√3×P)と過負荷の有無、及び力率改善後のバンク容量から負荷の消費電力を逆算できる
    • 力率改善の目標値と改善前の力率から、必要な進相コンデンサの容量(kvar)をtanθの差から計算できる。また第n次高調波に対してコンデンサ・リアクトルのインピーダンスがそれぞれ基本波の1/n倍・n倍になることを踏まえ、高調波抑制対策ガイドラインの流出電流上限と契約電力から高調波電流の許容値を計算できる
    • 低圧幹線に電動機等が接続される場合の許容電流の求め方(電動機等の定格電流の合計と他の機械器具の定格電流の合計の大小関係で計算式が変わる)と、その幹線を保護する過電流遮断器の定格電流の上限を計算できる
    • 変圧器の鉄損(常時発生する無負荷損)と銅損(負荷率の2乗に比例する負荷損)の性質の違いから、1日の損失電力量と全日効率を計算でき、水力発電の年間発電電力量から設備利用率を計算して、指標としての意味が異なる全日効率と混同せずに区別できる
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    • 高圧受電設備を構成する主要機器(区分開閉器・主遮断装置・変圧器・保護継電器)の役割と位置関係、及び避雷器を施設すべき箇所(発電所・蓄電所・変電所若しくはこれに準ずる場所の架空電線の引込口・引出口、受電電力500kW以上の高圧の需要場所の引込口、受電電力の大小を問わない特別高圧の需要場所の引込口など)を説明できる
    • CB形とPF・S形という主遮断装置の使い分け、GR付きPASが「波及事故防止」のために置かれている理由、分散型電源の低圧連系時・高圧連系時に求められる施設要件(単相3線式の中性線不平衡対策、逆変換装置を用いない場合の逆充電の扱いなど)、及び異常の種類(発電電圧の異常・系統側短絡/地絡事故・単独運転)ごとに使い分けられる保護リレー等の対応関係を説明できる
    • 単線結線図に出てくる保護継電器(GR・OCR)や計器(電力量計・電圧計・電流計・力率計など)が、それぞれ何を検出・計測し、単線結線図のどのあたりに置かれる傾向があるかを指させる
    • 計器用変成器のうち変流器(CT)について、二次側を開放してはならない理由と、電流計交換時などにやむを得ず取り扱う際の正しい手順を説明できる
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    • 電圧区分(低圧・高圧・特別高圧)が上がるほど、建造物等との離隔距離の要求が厳しくなる理由、架空電線が他の工作物に接近するときの第1次接近状態・第2次接近状態の違い、高圧地中電線と特別高圧地中電線の離隔距離を0m以上(実質的に離隔なし)で施設できる条件を説明できる。また低高圧架空電線の地表上の高さの原則(道路横断・横断歩道橋・鉄道横断それぞれの基準)を挙げられる
    • 支持物が耐えなければならない荷重の種類(引張荷重・風圧荷重)を挙げ、安全率という余裕を持たせて強度を判定する考え方と、風圧荷重の甲種・乙種・丙種の区分を説明できる。また、建造物・道路・弱電流電線等との接近・交差箇所で通常より厳しい施設基準を適用する高圧保安工事の考え方、直線状に連続する支持物の連鎖倒壊を防ぐ支線の設け方、及び支持物に取扱者が昇降に使う足場金具等を施設する際の昇塔防止の考え方(施設高さの原則と、格納構造・昇塔防止装置・さく等・人が容易に立ち入らない場所という除外条件)も説明できる
    • 支線に生じる引張荷重を電線の水平張力と支線の傾き(三角形の辺の比)から概算でき、電線と支線の取り付け高さが異なる場合は支柱の根元まわりのモーメントのつり合いから支線張力を求められ、電線の引張強さと安全率から求めた許容張力・径間・合成荷重から必要なたるみ(弛度)を計算でき、高圧架空引込線に使用できる電線の種類と地表上の高さの原則・緩和条件を説明できる
    • 高圧屋側電線路の施設に求められる基本原則(展開した場所への施設・ケーブル工事・防護装置の接地等)を、高圧屋内配線や高圧架空引込線と対比しながら説明できる。また地中電線路の3つの施設方式(管路式・暗きょ式・直接埋設式)それぞれで求められる要件(重量物の圧力への耐力、埋設深さ、物件表示等)を区別できる
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    • 保安規程に基づく点検が、日常の巡視から年1回程度の設備停止を伴う精密点検まで段階を持つ理由を説明できる
    • 主任技術者を自ら選任しない小規模需要家が、外部委託承認制度でどう保安を確保しているかを説明でき、受託先が電気保安法人・電気管理技術者に限られる理由と、外部委託後も保安確保の一次的な責任は設置者に残るという原則を、あわせて説明できる
    • 発電所の運転状態を誰がどこで監視するかという観点から、随時巡回方式・随時監視制御方式・遠隔常時監視制御方式という『常時監視をしない発電所』の3つの施設方式を区別できる
    • 保安規程に定めるべき事項を、業務を管理する者の職務及び組織、保安教育、巡視・点検及び検査、運転又は操作、相当期間停止時の保全、災害等非常時の措置、保安についての記録という基本項目に加え、法定自主検査・使用前自己確認の実施体制及び記録保存に関する項目が追加されていることを挙げ、紛らわしい類似語(権限及び義務、整備・補修、指揮命令、届出等)と区別できる
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    • 一定規模以上の工事計画届出から使用開始までの手続きの順序(工事計画届出→30日経過→工事→使用前自主検査等→使用開始)を説明できる
    • 使用前自主検査と使用前自己確認が、設備の区分によって使い分ける別の制度であることを、電気事業法51条の2第1項の但書と対象設備(施行規則第74条・別表第六)から説明できる
    • 自家用電気工作物を設置する事業場等を廃止したとき、電気関係報告規則第5条第1項第二号により遅滞なく報告が必要になることを説明できる。あわせて、『廃止すれば義務がなくなる』という説明が条文では確認できていない断定であることを見分けられる
    • 使用前自主検査の対象となる需要設備のおおよその規模と、検査の実施『体制』について別途、経済産業大臣の登録を受けた者(登録機関)又は主務大臣の審査を受ける義務があることを、検査内容そのものの確認義務と区別して説明できる
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試験構成

理論

形式
五肢択一方式(マークシート方式またはCBT方式)。電気理論、電子理論、電気計測及び電子計測を扱う。
試験時間
科目ごとに試験時間が定められているが、この記事の一次調査時点では公式サイトの試験概要ページに具体的な分数の記載を確認できなかった。受験前に最新の受験案内で確認すること。
合格基準
100点満点中60点程度が目安とされるが、年度により得点調整が行われることがある。公式の科目別合格点は受験案内・試験結果発表で確認すること。

科目合格制度により、この科目だけ合格すれば以後最大連続5回まで試験が免除される。

電力

形式
五肢択一方式(マークシート方式またはCBT方式)。発電所・蓄電所及び変電所の設計及び運転、送電線路及び配電線路の設計及び運用並びに電気材料を扱う。
試験時間
科目ごとに試験時間が定められているが、この記事の一次調査時点では公式サイトの試験概要ページに具体的な分数の記載を確認できなかった。受験前に最新の受験案内で確認すること。
合格基準
100点満点中60点程度が目安とされるが、年度により得点調整が行われることがある。公式の科目別合格点は受験案内・試験結果発表で確認すること。

受変電設備・送配電線路・電気材料など、電材の商材と最も直結する科目。

機械

形式
五肢択一方式(マークシート方式またはCBT方式)。電気機器、パワーエレクトロニクス、電動機応用、照明、電熱、電気化学、電気加工、自動制御、メカトロニクス並びに電力システムに関する情報伝送及び処理を扱う。
試験時間
科目ごとに試験時間が定められているが、この記事の一次調査時点では公式サイトの試験概要ページに具体的な分数の記載を確認できなかった。受験前に最新の受験案内で確認すること。
合格基準
100点満点中60点程度が目安とされるが、年度により得点調整が行われることがある。公式の科目別合格点は受験案内・試験結果発表で確認すること。

出題範囲が最も広い科目とされる。制御盤の中身(自動制御・シーケンス)もここに含まれる。

法規

形式
五肢択一方式(マークシート方式またはCBT方式)。電気法規(保安に関するものに限る)及び電気施設管理を扱う。
試験時間
科目ごとに試験時間が定められているが、この記事の一次調査時点では公式サイトの試験概要ページに具体的な分数の記載を確認できなかった。受験前に最新の受験案内で確認すること。
合格基準
100点満点中60点程度が目安とされるが、年度により得点調整が行われることがある。公式の科目別合格点は受験案内・試験結果発表で確認すること。

計算問題(電気施設管理)と法令問題が混在する科目。

合格率の推移

16.4%
R6
13%
R7
総合

必要な勉強時間の目安

※公式統計ではなく、この記事の一次調査では出典を確認できていない。目安時間は次回以降、資格予備校・出版社等の一次情報を確認したうえで追記する。

電験三種とは — 電気工事士の「その先」にある資格

第二種・第一種の電気工事士は、いずれも「工事をする」資格だった。配線をつなぎ、機器を取り付け、完成させる。 一方、電験三種(第三種電気主任技術者)は毛色が違う。工事をする資格ではなく、設備の保安を監督する資格だ。

工場の受変電設備やビルのキュービクルには、法律上「電気主任技術者」を選任することが義務づけられている (電気事業法第43条)。この主任技術者になれる資格の1つが電験三種で、対象となるのは電圧5万ボルト未満の 事業用電気工作物——第一種電気工事士が扱う「最大電力500kW未満の需要設備」よりもさらに規模の大きい設備まで 含まれる。

まず要点を先に置いておく。

項目内容
実施団体一般財団法人 電気技術者試験センター(電気工事士と同じ団体)
試験科目理論・電力・機械・法規の4科目(各五肢択一)
試験方式マークシートによる筆記方式、またはパソコンで解答するCBT方式のいずれかを選択
科目合格制度一部科目だけの合格でも「科目合格」となり、最大連続5回まで当該科目が免除される
実施回数年2回(上期・下期)
令和6年度合格率16.4%(受験49,963人・合格8,181人。ほかに科目合格15,533人)
令和7年度合格率約13.0%
考えてみよう

第二種・第一種電気工事士を持っている人が、次に電験三種を目指すのはなぜか。 「工事ができる」資格を持っているのに、なぜ「監督する」資格が別に必要なのか。

答えは、法律が2つの役割をはっきり分けているからだ。このページを読み終えるころには、 「工事士」と「主任技術者」が現場でどう役割分担しているかが見えるようになっている。

電気工事士との違い — 「工事をする人」と「保安を監督する人」

電気工事士法が対象にする電気工作物と、電気事業法が対象にする電気工作物は、実は分類の軸が違う。

  • 電気工事士法:電気工作物を「一般用」「自家用(最大電力500kW未満)」で区切り、それぞれ第二種・第一種が 工事できる範囲を定める
  • 電気事業法:電気工作物を「一般用電気工作物」「事業用電気工作物」で区切り、事業用電気工作物には 保安を監督する電気主任技術者の選任を義務づける

つまり、第一種電気工事士が「工事する人」として現場に入る同じキュービクルに、電験三種(またはそれ以上の 電験)を持った「保安を監督する人」が別に選任されている、という構図になる。電験三種は電気工事士の上位資格 ではなく、役割そのものが違う資格だ。

4科目の中身 — 「制御盤」「配電盤」はどこに出てくるか

電験三種の4科目は、次のような内容になっている(電気技術者試験センターの試験概要より)。

科目扱う内容
理論電気理論、電子理論、電気計測及び電子計測
電力発電所・蓄電所及び変電所の設計及び運転、送電線路及び配電線路の設計及び運用並びに電気材料
機械電気機器、パワーエレクトロニクス、電動機応用、照明、電熱、電気化学、電気加工、自動制御、メカトロニクス並びに電力システムに関する情報伝送及び処理
法規電気法規(保安に関するものに限る)及び電気施設管理

電材サーチが扱う商材との対応でいえば、「電力」科目が受変電設備・キュービクル・送配電線路・電気材料と 最も直結し、「機械」科目の自動制御・シーケンスが制御盤の中身、「法規」科目の電気施設管理が 配電盤の容量設計(需要率・不等率など)にそれぞれつながっている。

科目合格制度 — 電気工事士にはない「複数年戦略」

電気工事士の学科試験は「次回1回限り」の合格持ち越ししかないが、電験三種の科目合格は 最大連続5回まで当該科目が免除される。年2回実施なので、最長で2年半、その科目を受けずに済む計算になる。

4科目を一度に仕上げるのが難しければ、1年目に理論・法規、2年目に電力・機械、といった形で 複数年に分けて合格を積み上げる戦略が最初から制度に組み込まれている、という点は電気工事士との 大きな違いだ。

試験方式 — CBTと筆記、電卓のルール

各科目とも、マークシートに記入する筆記方式、またはパソコンの画面上で解答するCBT方式のいずれかを 選んで受験する。使用できる電卓は「四則演算と開平計算機能付き」のものに限られ、関数電卓や数式を記憶できる 電卓は使用できない。

難易度をどう見るか

年度合格率
R616.4%(受験49,963人・合格8,181人・ほかに科目合格15,533人)
R7約13.0%

電気工事士の学科試験合格率が50〜60%台で推移していたのに対し、電験三種は13〜16%台と、一段難易度の高い 試験であることが数字からも分かる。科目合格を組み合わせて複数年で合格を目指す受験者も多い試験だ。

よくある質問

電気工事士を持っていないと電験三種は受けられませんか

受験資格に制限はない。電気工事士の有無、学歴、実務経験を問わず誰でも受験できる。ただし出題内容は 電気工事士より専門的で、計算問題の比重も高い。

4科目を同時に受けないといけませんか

その必要はない。一部の科目だけ受験することもでき、合格した科目は科目合格として最大連続5回まで 免除される。全科目をそろえて初めて「合格」となる。

電験三種に合格すると何ができるようになりますか

電圧5万ボルト未満の事業用電気工作物の電気主任技術者として選任される資格が得られる。ただし「工事をする」 資格ではないため、実際の配線工事などは電気工事士の資格が別途必要になる。

これがどう景色を変えるかというと、電気工事士が見ているのは「今、目の前の配線をどう仕上げるか」だが、 電気主任技術者が見ているのは「この設備を何年も安全に運転させ続けるにはどうするか」という、時間軸の 違う視点だ。工場の受変電設備やビルのキュービクルは、法律上必ず主任技術者を選任しなければならない。 その選任先には、施設ごとに常駐する専任のほか、複数の需要家をかけ持ちで受け持つ「外部委託承認」という 働き方があり、電験三種はその外部委託先(電気管理技術者)になるための土台にもなる。ここまで来ると、 仕事は「工事を請け負う」から「設備を任される」へと質が変わる。

電気工事士から電験三種へ進むというのは、配線の中身が分かる人が、その配線を含む設備全体の寿命と安全を 見る側に回るということだ。制御盤・配電盤の型番や仕様を扱う商社の立場からしても、電験三種の視点を持つ 顧客・技術者が増えるほど、単なる「部材を売る」取引が「設備の更新計画に一緒に関わる」関係に変わっていく。

理論・電力・機械・法規、全4科目・60トピックの学習コンテンツを公開中。各科目ページから読み進められる。

参考文献・出典

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