電気機器

重要度 A電気工学・電気設備で出題過去問 40問

電気機器は、2級電気工事施工管理技士第一次検定の平成29年度〜令和8年度（17回）のうち16回で出題された論点です（収録1078問中40問・重要度A）。出題されるのは電気工学・電気設備です。

要点：変圧器、誘導電動機・同期機、パワーエレクトロニクス、電動機の始動と制御。

覚える要点

三相誘導電動機の回転速度はN＝120f/p×(1－s)で、極数が多いほど・周波数が低いほど・滑りが大きいほど遅い。同期発電機の回転速度も120f/p（2極60Hzで3,600min⁻¹、4極50Hzで1,500min⁻¹）で、周波数はf＝Pn/120
コンデンサ始動・分相始動・くま取りコイルは単相誘導電動機の始動法、スターデルタ始動・始動補償器・リアクトル始動は三相誘導電動機の始動法で、両者の入替えが定番。インバータ制御は始動電流が小さいが、高調波の対策が要る
変圧器の鉄損は負荷電流に関係なくほぼ一定、銅損は負荷電流の2乗に比例する。理想変圧器はV₁I₁＝V₂I₂で、電圧は巻数比に比例し電流は反比例する（二次を105Vにするには6,600×105/110＝6,300V）
変圧器の並行運転は%インピーダンスが等しい（オーム値は容量に反比例）ことが条件で、そのとき負荷は容量比で分担する（100kV·Aと300kV·Aで200kV·Aなら50と150）。△－△と△－Yは角変位が違うので並行運転できない
△－△結線では第3調波電流が△の中を循環して外部に出ない。V結線の利用率は√3/2。変圧器油は絶縁耐力が大きく、粘度が低く、引火点が高く、凝固点が低いこと
同期発電機の短絡比は同期インピーダンスが小さいほど大きい。回転界磁形の界磁電流は直流。並行運転の条件は起電力の大きさ・位相・周波数・波形が等しいことで、定格容量が等しい必要はない
直流発電機は、直巻が界磁巻線を電機子に直列（界磁電流＝電機子電流）、分巻が並列で、分巻・直巻は自励式。他励発電機の起電力は回転速度に比例し、回転方向を反転すると出力電圧の向きも反転する。整流子により出力は全波整流のような脈流になる

勉強のしかた：17回中16回出て、多い回は4問。誘導電動機（回転速度の式・単相と三相の始動法）、変圧器（鉄損と銅損・並行運転の条件と負荷分担・△－△結線）、同期発電機（回転速度・短絡比）、直流発電機（直巻と分巻）が順に出る。始動法は単相と三相の区別、変圧器は損失の比例関係を確実にする。

この論点の引っかけ・間違えやすい点

収録している過去問の解説から、電気機器で間違えやすい点を集めました。

令和8年度前期 No.4：Ns = 120f / p。50 Hz なら 2 極 3 000，4 極 1 500，6 極 1 000 min⁻¹。60 Hz の値と取り違えない。
令和8年度前期 No.10：単相の始動法＝反発・分相・コンデンサ・くま取りコイル，三相の始動法＝全電圧・Y－△・リアクトル・始動補償器・インバータ。
令和7年度前期 No.4：理想変圧器：V₁I₁ = V₂I₂，電圧比と電流比は逆。
令和7年度前期 No.10：N = 120f / p × (1 − s)。周波数に比例し，極数に反比例する。
令和6年度後期 No.4：Ns = 120f / p。2 極は 50 Hz で 3 000，60 Hz で 3 600。
令和6年度後期 No.10：単相誘導電動機の始動法は「分相・コンデンサ・反発・くま取りコイル」の 4 つ。インバータは三相電動機の速度制御でよく出る語で，単相の始動法の名前ではない。

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