第二種電気工事士筆記試験を攻略せよ〜知識ゼロから学ぶ「基礎理論 4」

更新日:2025.08.16投稿日:2025.07.31

基礎理論4

第二種電気工事士の学科試験の科目「基礎理論」。最後となる第4回では電気回路の計算について例題を用いて解説します。

電気回路の計算

◎合成抵抗 電気回路には直列回路と並列回路があります。合成抵抗とは、これら複数の抵抗をひとつの抵抗として見たときの抵抗のことを言います。

その3で紹介したインピーダンスと同じ意味合いです。

合成抵抗を求めるための図

上記のような回路の場合、それぞれの抵抗を合わせた抵抗値を計算する式は次のとおりです。

(A×B)÷(A+B)

「和分の積」と覚えましょう。合成抵抗の問題は何パターンか存在します。

例題1

抵抗の合成抵抗を求める問題
引用:電気技術者試験センター

この回路の抵抗を求める時は、まず左側の分岐している抵抗の合成抵抗を先に求めるため、(20×30)÷(20+30)=12Ωとなり、横の抵抗は直列回路であるため12+8=20Ωと回答を導くことができます。

例題2

抵抗の合成抵抗を求める問題の応用
引用:電気技術者試験センター

この回路の場合、まず右側から順を追って考えていきましょう。

① 右端と隣の抵抗は並列回路なので(4×4)÷(4+4)=2Ω。
② その上の抵抗とは直列回路になるため、2+2=4Ω。
③ 右側半分の抵抗値と横の抵抗は並列回路となるので(4×4)÷(4+4)=2Ω。
④ 最後に、左上の抵抗と直列回路になるので2+2=4Ω。

一見、複雑そうに見えるかもしれませんが、順を追って計算することで最終的な抵抗値を求めることができます。

三相交流回路

三相交流回路には「Y結線回路」「△結線回路」があります。

三相交流回路の解説〜Y結線の回路と△結線の回路
 
引用:日本電気技術者協会
Y結線・・・線間電圧=√3×相電圧、線電流=相電流
Δ結線・・・線間電圧=相電圧、線電流=√3×相電流

Y結線は相電圧に√3、Δ結線は相電流に√3と覚えておきましょう。三相電力と力率の関係は「三相電力=3×相電圧×相電流×力率=√3×線間電圧×線電流×力率」です。

例題3

三相交流回路の応用問題
引用:電気技術者試験センター

この回路はY結線回路なので、相電圧を求める際「線間電圧=√3×相電圧」を使います。

① 線間電圧が200Vなので、200=√3×相電圧
② 相電圧=200÷1.73=約115V

ちなみに相電流は線電流と等しいのでオームの法則で求めると「I=115÷10=15A」です。

このように実際に計算して求める問題以外に、結線の一つが断線している場合の問題などさまざまなパターンで出題されますが、相電圧と相電流の関係性をしっかり把握しておけば解くことができます。

電圧降下と電力損失

電圧降下と電力損失について

少し式が複雑ですが、電圧降下に関する問題は毎回出題されるのでしっかり覚えておく必要があります。また、この式自体が答えになる事もあるので、順番に確認しておきましょう。

例題4

電圧降下と電力損失に関する試験問題の一例
引用:電気技術者試験センター

この回路は三相3線式回路となるため、電圧降下は「√3IR」に代入して求めることができます。

√2は1.41、√3は1.73として計算しますが、少数の計算を自力で計算するのは中々大変ですし、間違えるリスクもあります。そこで、√2を1.5、√3を1.75として計算すると少し楽になりますのでどうしても計算でつまずく方は覚えておきましょう。

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