第二種電気工事士「電気の基礎理論」の一問一答
📖 第二種電気工事士「電気の基礎理論」の全125問と解説(一覧)
第二種電気工事士の電気の基礎理論に関する一問一答(全125問)の正解と解説の一覧です。上の一問一答で実際に解いてから、ここで復習・確認できます。
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問1.電圧の単位はW(ワット)である。
正解:×(誤り)
解説:誤り。電圧の単位は「V(ボルト)」(Wは電力の単位)。
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問2.電流の向きは、電子の移動する向きと同じである。
正解:×(誤り)
解説:誤り。電流の向きは電子の移動方向とは逆向きです。電流は正電荷の移動方向として定義されています。
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問3.オームの法則で正しいものはどれか。
- ア.V = I × R
- イ.V = I ÷ R
- ウ.V = R ÷ I
- エ.V = I + R
正解:ア.V = I × R
解説:オームの法則は V = I × R(電圧=電流×抵抗)です。
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問4.抵抗が10Ω、電圧が100Vのとき、流れる電流は何Aか。
- ア.1A
- イ.10A
- ウ.5A
- エ.100A
正解:イ.10A
解説:オームの法則 I = V/R = 100/10 = 10A です。
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問5.導体の抵抗は、長さに比例し断面積に反比例する。
正解:○(正しい)
解説:導体の抵抗 R = ρ × L/A(ρ:抵抗率、L:長さ、A:断面積)で表されます。
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問6.消費電力の公式として正しいものはどれか。
- ア.P = V + I
- イ.P = V ÷ I
- ウ.P = V × I
- エ.P = V − I
正解:ウ.P = V × I
解説:消費電力 P = V × I(ワット=ボルト×アンペア)です。
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問7.100V、500Wの電熱器に流れる電流は何Aか。
- ア.0.5A
- イ.2A
- ウ.50A
- エ.5A
正解:エ.5A
解説:I = P/V = 500/100 = 5A です。
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問8.直列回路では、各抵抗にかかる電圧は等しい。
正解:×(誤り)
解説:誤り。直列は「電流が等しく」電圧は分配される。電圧が等しいのは並列。
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問9.並列回路では、各抵抗を流れる電流は等しい。
正解:×(誤り)
解説:誤り。並列は「電圧が等しく」電流は分配される。電流が等しいのは直列。
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問10.10Ωの抵抗2つを直列に接続した場合の合成抵抗はいくらか。
- ア.20Ω
- イ.10Ω
- ウ.5Ω
- エ.100Ω
正解:ア.20Ω
解説:直列接続の合成抵抗は R = R1 + R2 = 10 + 10 = 20Ω です。
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問11.10Ωの抵抗2つを並列に接続した場合の合成抵抗はいくらか。
- ア.10Ω
- イ.5Ω
- ウ.20Ω
- エ.100Ω
正解:イ.5Ω
解説:並列接続の合成抵抗は 1/R = 1/R1 + 1/R2 = 1/10 + 1/10 = 2/10 → R = 5Ω です。
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問12.交流の周波数が50Hzのとき、1秒間に電流の向きが50回変わる。
正解:×(誤り)
解説:誤り。50Hzの交流では1秒間に50サイクル繰り返されるため、電流の向きは1秒間に100回変わります。
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問13.力率が0.5のとき、皮相電力と有効電力は等しい。
正解:×(誤り)
解説:誤り。力率「1」のとき皮相電力=有効電力。0.5なら有効電力は皮相の半分。
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問14.単相交流100V、10Aで力率80%のときの消費電力はどれか。
- ア.80W
- イ.100W
- ウ.800W
- エ.1000W
正解:ウ.800W
解説:P = V × I × cosθ = 100 × 10 × 0.8 = 800W です。
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問15.電力量の単位はkWh(キロワット時)である。
正解:○(正しい)
解説:電力量 = 電力 × 時間であり、単位はWh(ワット時)またはkWh(キロワット時)です。
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問16.三相交流は、位相が90度ずつ異なる3つの単相交流を組み合わせたものである。
正解:×(誤り)
解説:誤り。三相交流の位相差は「120度」(90度ではない)。
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問17.三相3線式200V回路の線間電圧はいくらか。
- ア.100V
- イ.115V
- ウ.173V
- エ.200V
正解:エ.200V
解説:三相3線式200Vの線間電圧は200Vです。相電圧は200/√3 ≒ 115Vとなります。
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問18.コンデンサに蓄えられる電荷QはQ = CVで表される。
正解:○(正しい)
解説:Q = CV(電荷=静電容量×電圧)はコンデンサの基本公式です。
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問19.交流回路においてコイルのリアクタンスは周波数に反比例する。
正解:×(誤り)
解説:誤り。コイルのリアクタンスXL=2πfL は周波数に「比例」(反比例ではない)。容量性リアクタンスが反比例。
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問20.発熱量に関するジュールの法則で正しいものはどれか。
- ア.H = I²Rt
- イ.H = IRt
- ウ.H = I²R/t
- エ.H = IR²t
正解:ア.H = I²Rt
解説:ジュールの法則 H = I²Rt(発熱量=電流の2乗×抵抗×時間)です。
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問21.キルヒホッフの第一法則(電流則)は、回路の任意の接続点に流入する電流の和と流出する電流の和が等しいことを示す。
正解:○(正しい)
解説:キルヒホッフの第一法則(KCL)は、ノード(節点)に流入する電流の総和はゼロ、すなわち流入電流と流出電流が等しいという法則です。
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問22.キルヒホッフの第二法則(電圧則)は、閉回路における起電力の総和と電圧降下の総和が等しいことを示す。
正解:○(正しい)
解説:キルヒホッフの第二法則(KVL)は、閉回路を一周したとき、起電力の和と各抵抗での電圧降下の和が等しいという法則です。
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問23.交流回路のインピーダンスは、抵抗とリアクタンスの単純な算術和で求められる。
正解:×(誤り)
解説:誤り。インピーダンスZ = √(R² + X²) であり、抵抗Rとリアクタンスの二乗和の平方根で求めます。単純な足し算ではありません。
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問24.容量性リアクタンスは、周波数が高くなるほど大きくなる。
正解:×(誤り)
解説:誤り。容量性リアクタンスXc=1/(2πfC)は「周波数が高くなるほど小さくなる」(記述が逆)。
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問25.RLC直列回路で誘導性リアクタンスと容量性リアクタンスが等しいとき、共振状態となりインピーダンスは最小になる。
正解:○(正しい)
解説:直列共振ではXL = Xcとなり、インピーダンスZ = Rのみとなって最小値をとります。このとき電流は最大になります。
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問26.三相交流のΔ(デルタ)結線では、線間電圧と相電圧は異なる。
正解:×(誤り)
解説:誤り。Δ結線は「線間電圧=相電圧」(等しい)。線電流と相電流は√3倍違う。
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問27.三相交流のY(スター)結線では、線電流と相電流は異なる。
正解:×(誤り)
解説:誤り。Y結線は「線電流=相電流」(等しい)。線間電圧は相電圧の√3倍。
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問28.同じ抵抗値3個をΔ結線からY結線に変換すると、Y結線の各抵抗値はΔ結線の3倍になる。
正解:×(誤り)
解説:誤り。Δ→Y変換でY結線の各抵抗は「Δ結線の1/3」(3倍ではない)。
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問29.銅の抵抗率はアルミニウムの抵抗率より大きい。
正解:×(誤り)
解説:誤り。銅の抵抗率は約1.68×10⁻⁸Ω・mであり、アルミニウムの約2.65×10⁻⁸Ω・mより小さいです。銅の方が電気を通しやすい導体です。
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問30.導体の抵抗は温度が上昇すると一般に減少する。
正解:×(誤り)
解説:誤り。金属導体は温度上昇で「抵抗増加」(半導体・電解液は減少)。
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問31.交流回路において、無効電力の単位はvar(バール)である。
正解:○(正しい)
解説:無効電力の単位はvar(バール)です。有効電力はW(ワット)、皮相電力はVA(ボルトアンペア)です。
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問32.力率が遅れの場合、電流の位相は電圧より進んでいる。
正解:×(誤り)
解説:誤り。遅れ力率とは、電流の位相が電圧より遅れていることを意味します。誘導性負荷(コイル)で生じます。進み力率は容量性負荷(コンデンサ)で生じます。
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問33.ホイートストンブリッジ回路が平衡状態にあるとき、検流計を流れる電流は最大になる。
正解:×(誤り)
解説:誤り。平衡時は「検流計電流ゼロ」(最大ではない)。
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問34.コンデンサを直列接続すると、合成静電容量は個々より大きくなる。
正解:×(誤り)
解説:誤り。直列接続では「合成容量は個々より小さくなる」(直列の合成は1/Cの和の逆数)。
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問35.磁界中の導体に電流を流すと導体に力が作用するが、この現象をフレミングの右手の法則で説明できる。
正解:×(誤り)
解説:誤り。電流を流した導体に力が作用するのはフレミングの左手の法則(電動機の原理)です。右手の法則は導体を動かしたときに生じる起電力の方向(発電機の原理)を表します。
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問36.自己インダクタンスの単位はH(ヘンリー)である。
正解:○(正しい)
解説:インダクタンス(自己インダクタンス・相互インダクタンス)の単位はH(ヘンリー)です。コイルに1A/sの電流変化で1Vの起電力が生じるとき1Hです。
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問37.三相交流回路の電力は、単相と同じ P = V × I × cosθ で計算される。
正解:×(誤り)
解説:誤り。三相電力は「P = √3 × V × I × cosθ」(線間電圧・線電流)。√3係数が必要。
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問38.半導体のダイオードは、交流を直流に変換する整流作用を持つ。
正解:○(正しい)
解説:ダイオードは一方向にしか電流を流さない性質を持ち、この特性を利用して交流を直流に変換(整流)できます。
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問39.コンデンサに蓄えられるエネルギーは W = CV² で表される。
正解:×(誤り)
解説:誤り。コンデンサに蓄えられるエネルギーは W = (1/2)CV² です。1/2を掛ける必要があります。
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問40.電流の磁気作用を利用した計器は、可動鉄片形計器である。
正解:×(誤り)
解説:誤り。電流磁気作用の計器は「可動コイル形」(直流専用)。可動鉄片形は別原理(軟鉄片の磁化)。
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問41.可動鉄片形計器は直流専用である。
正解:×(誤り)
解説:誤り。可動鉄片形は「直流・交流両用」(記述が逆、直流専用は可動コイル形)。
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問42.抵抗R[Ω]とインダクタンスL[H]の直列回路に角周波数ω[rad/s]の交流を加えたときのインピーダンスZ[Ω]はどれか。
- ア.Z = √(R² + ω²L²)
- イ.Z = R + ωL
- ウ.Z = √(R² − ω²L²)
- エ.Z = R × ωL
正解:ア.Z = √(R² + ω²L²)
解説:RL直列回路のインピーダンスは Z = √(R² + (ωL)²) です。抵抗とリアクタンスの二乗和の平方根で求めます。
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問43.静電容量2μFと3μFのコンデンサを直列接続したときの合成静電容量はどれか。
- ア.2.5μF
- イ.1.2μF
- ウ.5μF
- エ.6μF
正解:イ.1.2μF
解説:直列接続の合成静電容量は 1/C = 1/2 + 1/3 = 5/6 → C = 6/5 = 1.2μF です。
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問44.三相Y結線で相電圧が115Vのとき、線間電圧は約何Vか。
- ア.100V
- イ.150V
- ウ.200V
- エ.230V
正解:ウ.200V
解説:Y結線の線間電圧 = 相電圧 × √3 = 115 × 1.732 ≒ 200V です。
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問45.20Ωの抵抗に5Aの電流が2分間流れたとき発生する熱量は何kJか。
- ア.12kJ
- イ.30kJ
- ウ.120kJ
- エ.60kJ
正解:エ.60kJ
解説:H = I²Rt = 5² × 20 × 120 = 60,000J = 60kJ です。
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問46.100Vの電源に、8Ωの抵抗と6Ωの容量性リアクタンスを直列に接続した場合、回路に流れる電流は何Aか。
- ア.10A
- イ.7.1A
- ウ.5A
- エ.14.3A
正解:ア.10A
解説:インピーダンス Z = √(8² + 6²) = √(64 + 36) = √100 = 10Ω。電流 I = V/Z = 100/10 = 10A です。
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問47.単相交流回路で電圧200V、電流10A、力率60%のとき、無効電力は約何varか。
- ア.800var
- イ.1600var
- ウ.1200var
- エ.2000var
正解:イ.1600var
解説:皮相電力S = 200×10 = 2000VA、有効電力P = 2000×0.6 = 1200W。無効電力Q = √(S²−P²) = √(4000000−1440000) = √2560000 = 1600var です。
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問48.10Ω、20Ω、20Ωの3つの抵抗がある。20Ωの抵抗2つを並列にし、それを10Ωの抵抗と直列にしたときの合成抵抗はどれか。
- ア.15Ω
- イ.25Ω
- ウ.20Ω
- エ.50Ω
正解:ウ.20Ω
解説:20Ωの並列合成 = 20×20/(20+20) = 10Ω。これと10Ωの直列 = 10 + 10 = 20Ω です。
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問49.三相3線式200V回路に三相平衡負荷を接続し、線電流が10Aで力率80%のとき、消費電力は約何Wか。
- ア.1600W
- イ.2000W
- ウ.3460W
- エ.2770W
正解:エ.2770W
解説:P = √3 × V × I × cosθ = 1.732 × 200 × 10 × 0.8 ≒ 2771W ≒ 2770W です。
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問50.断面積が2mm²、長さが100mの銅線の抵抗は約何Ωか。ただし銅の抵抗率を1.7×10⁻⁸Ω・mとする。
- ア.0.85Ω
- イ.0.085Ω
- ウ.8.5Ω
- エ.85Ω
正解:ア.0.85Ω
解説:R = ρL/A = 1.7×10⁻⁸ × 100 / (2×10⁻⁶) = 1.7×10⁻⁶ / 2×10⁻⁶ = 0.85Ω です。
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問51.P型半導体は、シリコンにリン(P)などの5価元素を添加して作られる。
正解:×(誤り)
解説:誤り。P型半導体は「3価元素(ホウ素B等)」を添加(5価元素はN型)。
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問52.N型半導体の多数キャリアは正孔(ホール)である。
正解:×(誤り)
解説:誤り。N型半導体の多数キャリアは自由電子です。正孔が多数キャリアとなるのはP型半導体です。N型はリン(P)やヒ素(As)などの5価元素を添加して作ります。
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問53.テスタの直流電圧レンジで交流電圧を測定すると、正しい値が得られない。
正解:○(正しい)
解説:テスタの直流電圧レンジでは交流を正しく測定できません。交流電圧を測定するときは必ず交流電圧レンジに切り替える必要があります。
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問54.テスタで抵抗を測定する際、測定前にゼロオーム調整を行う必要がある。
正解:○(正しい)
解説:テスタの抵抗測定では、テストリードを短絡させて指針をゼロに合わせるゼロオーム調整を行ってから測定します。内蔵電池の消耗により誤差が生じるためです。
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問55.電力計は電圧コイル1つで有効電力を測定する。
正解:×(誤り)
解説:誤り。電力計は「電圧コイル+電流コイルの2コイル」が必要(瞬時積で電力測定)。
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問56.力率を1.0に改善するには、遅れ無効電力と同じ大きさの遅れ無効電力を供給する。
正解:×(誤り)
解説:誤り。遅れ無効電力に対しては「進み無効電力」を供給して打消し(遅れ+遅れではない)。
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問57.変圧器の効率は、無負荷時に最大となる。
正解:×(誤り)
解説:誤り。変圧器効率最大は「鉄損=銅損」のとき(無負荷時は鉄損のみで効率0)。
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問58.電線の許容電流は、周囲温度が高くなると増加する。
正解:×(誤り)
解説:誤り。周囲温度上昇で「許容電流は減少」(放熱悪化のため)。
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問59.ツェナーダイオードは、逆方向に一定電圧で降伏する特性を利用して定電圧回路に用いられる。
正解:○(正しい)
解説:ツェナーダイオードは逆バイアス時に一定電圧(ツェナー電圧)で降伏する特性があり、電圧安定化(レギュレータ)回路に広く使用されます。
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問60.トランジスタのhFE(直流電流増幅率)とは、コレクタ電流をエミッタ電流で割った値である。
正解:×(誤り)
解説:誤り。hFE(直流電流増幅率)はコレクタ電流(Ic)をベース電流(Ib)で割った値です。Ic/Ib = hFE であり、エミッタ電流ではありません。
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問61.誘電体損失は、コイル内部で生じるエネルギー損失である。
正解:×(誤り)
解説:誤り。誘電体損失は「コンデンサの絶縁体内部」で生じる損失(コイルではない、それは銅損・鉄損)。
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問62.整流回路において、半波整流は全波整流に比べてリプルが小さい。
正解:×(誤り)
解説:誤り。「全波整流の方がリプル小」(半波より平滑)。記述が逆。
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問63.交流回路において、周波数が50Hzから60Hzに変わると、誘導性リアクタンスは減少する。
正解:×(誤り)
解説:誤り。誘導性リアクタンス XL = 2πfL であり、周波数fが大きくなるとXLも大きくなります。減少するのは容量性リアクタンス(Xc = 1/2πfC)です。
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問64.並列共振回路では、共振時にインピーダンスが最小になり電流は最大になる。
正解:×(誤り)
解説:誤り。並列共振は「インピーダンス最大・電流最小」(直列共振が最小・最大)。
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問65.電気回路のテブナンの定理は、任意の二端子回路を等価電圧源と直列抵抗で表すことができるという定理である。
正解:○(正しい)
解説:テブナンの定理(等価電圧源の定理)は、線形回路の任意の二端子を開放電圧の電圧源と内部抵抗の直列接続で等価表現できるという定理です。
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問66.磁気回路の磁気抵抗は、磁路の長さに反比例し断面積に比例する。
正解:×(誤り)
解説:誤り。磁気抵抗は「磁路長に比例・断面積に反比例」(記述が逆)。R=l/(μA)。
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問67.電子の移動方向と電流の方向は同じである。
正解:×(誤り)
解説:誤り。電流の方向は正電荷の移動方向と定められており、電子(負電荷)の移動方向とは逆向きです。これは歴史的な慣例によるものです。
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問68.電圧計の内部抵抗は小さいほど測定精度が高くなる。
正解:×(誤り)
解説:誤り。電圧計の内部抵抗は「大きいほど精度高い」(並列接続で対象に影響しない)。電流計が小さいほど良い。
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問69.電圧計の内部抵抗は、小さいほど測定精度が高くなる。
正解:×(誤り)
解説:誤り。電圧計は回路に並列接続するため、内部抵抗が小さいと回路から大きな電流を取り込み測定値に影響します。内部抵抗は大きいほど精度が高くなります。
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問70.直流回路のキルヒホッフの法則は、交流回路には適用できない。
正解:×(誤り)
解説:誤り。キルヒホッフの法則は直流回路だけでなく、交流回路にも適用できます。交流の場合は複素数(フェーザ)を用いて計算します。
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問71.静電エネルギーの単位は、ジュール(J)で表される。
正解:○(正しい)
解説:静電エネルギー W = (1/2)CV² の単位はジュール(J)です。エネルギーの単位は電気エネルギーも静電エネルギーもすべてジュールです。
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問72.シリコンダイオードの順方向電圧降下は約何Vか。
- ア.0.6V
- イ.0.2V
- ウ.1.2V
- エ.2.0V
正解:ア.0.6V
解説:シリコンダイオードの順方向電圧降下は約0.6~0.7Vです。ゲルマニウムダイオードは約0.2~0.3Vです。
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問73.テスタの抵抗レンジで測定するとき、回路に流れる電流の電源はどれか。
- ア.測定される回路の電源
- イ.テスタ内蔵の電池
- ウ.商用電源
- エ.測定リード線の起電力
正解:イ.テスタ内蔵の電池
解説:テスタの抵抗測定では、テスタ内蔵の電池から被測定物に微小電流を流し、その電圧降下から抵抗値を算出します。
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問74.単相交流回路で有効電力600W、無効電力800varのとき、力率は約何%か。
- ア.50%
- イ.75%
- ウ.60%
- エ.80%
正解:ウ.60%
解説:皮相電力S = √(P² + Q²) = √(360000 + 640000) = √1000000 = 1000VA。力率 = P/S = 600/1000 = 0.6 = 60% です。
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問75.変圧器の巻数比が1:20のとき、一次側に100Vを加えると二次側電圧は何Vか。
- ア.5V
- イ.500V
- ウ.20V
- エ.2000V
正解:エ.2000V
解説:V2 = V1 × N2/N1 = 100 × 20/1 = 2000V です。巻数比が1:20なので20倍に昇圧されます。
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問76.周囲温度が40℃の場所にIV電線を布設する場合、30℃基準の許容電流に掛ける温度補正係数として最も近いものはどれか。
- ア.0.82
- イ.0.63
- ウ.1.00
- エ.1.15
正解:ア.0.82
解説:周囲温度40℃の場合、基準温度30℃に対する温度補正係数は約0.82です(√((60-40)/(60-30))≒0.82)。温度が高いほど補正係数は小さくなり許容電流は減少します。
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問77.抵抗率ρ[Ω・m]、長さl[m]、断面積A[m²]の導体の抵抗R[Ω]を表す式はどれか。
- ア.R = ρA/l
- イ.R = ρl/A
- ウ.R = l/(ρA)
- エ.R = ρ/(lA)
正解:イ.R = ρl/A
解説:導体の抵抗は R = ρl/A で表されます。長さに比例し断面積に反比例します。
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問78.200Vの電源に力率0.8の負荷を接続し10Aの電流が流れた。力率を1.0に改善するために必要なコンデンサの無効電力は約何varか。
- ア.800var
- イ.1000var
- ウ.1200var
- エ.1600var
正解:ウ.1200var
解説:皮相電力S = 200×10 = 2000VA。cosθ=0.8のときsinθ=0.6。無効電力Q = S×sinθ = 2000×0.6 = 1200var。力率1.0にするには1200varのコンデンサが必要です。
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問79.100V、40Wの白熱電球の点灯時の抵抗は約何Ωか。
- ア.2.5Ω
- イ.25Ω
- ウ.400Ω
- エ.250Ω
正解:エ.250Ω
解説:R = V²/P = 100²/40 = 10000/40 = 250Ω です。点灯時はフィラメントが高温になり抵抗値が大きくなります。
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問80.50Hzにおけるインダクタンス0.1Hのコイルの誘導性リアクタンスは約何Ωか。
- ア.31.4Ω
- イ.15.7Ω
- ウ.50Ω
- エ.62.8Ω
正解:ア.31.4Ω
解説:XL = 2πfL = 2 × 3.14 × 50 × 0.1 = 31.4Ω です。
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問81.2つの抵抗R1=6Ω、R2=3Ωを並列接続したときの合成抵抗は2Ωである。
正解:○(正しい)
解説:並列の合成抵抗 R = (R1×R2)/(R1+R2) = (6×3)/(6+3) = 18/9 = 2Ωとなります。
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問82.直列接続された抵抗に流れる電流は、抵抗値に反比例する。
正解:×(誤り)
解説:誤り。直列接続では流れる電流はどの抵抗でも同じです。電流が抵抗値に反比例するのは、同じ電圧を並列抵抗に加えた場合です。
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問83.抵抗率の単位はΩ/mである。
正解:×(誤り)
解説:誤り。抵抗率の単位は「Ω・m」(オーム掛けるメートル、Ω/mではない)。
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問84.銀は銅より導電率が低い(電気を通しにくい)。
正解:×(誤り)
解説:誤り。銀の導電率は「銅より高い」(最高クラスの導電体)。価格高で実用は銅が主流。
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問85.電線の抵抗値は、温度が上昇すると減少する。
正解:×(誤り)
解説:誤り。銅やアルミなど金属導体の抵抗値は温度上昇とともに増加します。温度係数は正の値です。半導体は逆の特性を示します。
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問86.交流の実効値は、同じ熱量を発生する直流の値と等しい。
正解:○(正しい)
解説:実効値の定義は「同じ抵抗に同じ時間流したとき、直流と同じ熱量(ジュール熱)を発生する交流の値」です。
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問87.正弦波交流の最大値は、実効値の1/√2倍である。
正解:×(誤り)
解説:誤り。最大値は「実効値の√2倍」(記述が逆)。実効値が最大値の1/√2倍。
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問88.単相3線式100/200V回路で、中性線と電圧線の間の電圧は200Vである。
正解:×(誤り)
解説:誤り。単相3線式では中性線と電圧線(非接地側)間は100V、電圧線同士は200Vになります。
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問89.三相3線式Y結線の線間電圧は、相電圧と等しい。
正解:×(誤り)
解説:誤り。Y結線の線間電圧は「相電圧の√3倍」(等しいのはΔ結線)。
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問90.三相3線式Δ結線(三角結線)の線電流は、相電流の√3倍である。
正解:○(正しい)
解説:Δ結線では線電流I_L = √3 × 相電流I_P です(線間電圧は相電圧と等しい)。
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問91.三相電力の公式は、P = √3 × V × I × cosθ(線間電圧・線電流)である。
正解:○(正しい)
解説:三相電力の公式は P = √3 VI cosθ(Vは線間電圧、Iは線電流)で、Y結線・Δ結線どちらにも成立します。
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問92.コンデンサのリアクタンスXcは、静電容量Cに比例する。
正解:×(誤り)
解説:誤り。容量性リアクタンス Xc = 1/(2πfC) で、Cおよび周波数fに反比例します。Cが大きいほどXcは小さくなります。
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問93.RLC直列回路では、XL = Xcのとき共振が起こりインピーダンスが最小になる。
正解:○(正しい)
解説:直列共振ではXL = Xcとなり虚部が打ち消しあってインピーダンスが抵抗Rのみ(最小)になり、電流が最大になります。
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問94.無効電力の単位はvar(バール)である。
正解:○(正しい)
解説:無効電力Qの単位はvar(volt-ampere reactive)です。有効電力はW、皮相電力はVAで区別されます。
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問95.電熱器で消費する電力は、電圧を2倍にすると4倍になる(抵抗一定の場合)。
正解:○(正しい)
解説:P = V²/R なので電圧を2倍にすると消費電力は2² = 4倍になります(抵抗が一定の場合)。
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問96.電動機が消費する電力は、電圧と電流と力率の積で表される(単相の場合)。
正解:○(正しい)
解説:単相交流の有効電力 P = VI cosθ で、電圧V、電流I、力率cosθの積となります。
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問97.回路の電流計の指示値が0を示すとき、その回路は開放されているか電流が流れていない状態である。
正解:○(正しい)
解説:電流計の指示が0ということは、その部分に電流が流れていない(回路が開いている、または電源が切れている)ことを意味します。
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問98.ホイートストンブリッジは、未知の抵抗値を正確に測定する回路である。
正解:○(正しい)
解説:ホイートストンブリッジは平衡条件(R1R3 = R2R4)を利用して未知抵抗を高精度に測定する回路です。
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問99.電気抵抗の温度係数が正の物質は、温度が上がると抵抗値が増加する。
正解:○(正しい)
解説:温度係数が正の物質(ほとんどの金属)は温度上昇で抵抗が増加します。銅の温度係数は約0.00393/℃です。
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問100.平行平板コンデンサの静電容量は、極板間距離に比例する。
正解:×(誤り)
解説:誤り。平行平板コンデンサの静電容量 C = εS/d は、極板間距離dに反比例します(面積Sと誘電率εには比例)。
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問101.電磁誘導により発生する誘導起電力は、磁束の時間変化率に比例する(ファラデーの法則)。
正解:○(正しい)
解説:ファラデーの電磁誘導の法則により、誘導起電力 e = -N × dΦ/dt で、磁束の時間変化率(と巻数の積)に比例します。
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問102.レンツの法則は、誘導起電力の方向に関する法則である。
正解:○(正しい)
解説:レンツの法則は「誘導電流は、磁束の変化を妨げる方向に流れる」という方向を示す法則です。エネルギー保存則の表れです。
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問103.直流回路に接続されたコンデンサは、定常状態では電流を流さない。
正解:○(正しい)
解説:コンデンサは直流定常状態では充電が完了して電流を通しません。過渡状態のみ充電電流が流れます。
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問104.直流回路に接続されたコイルは、定常状態では短絡(抵抗ゼロ)と等価になる(コイルの内部抵抗を無視した場合)。
正解:○(正しい)
解説:直流定常状態ではdI/dt=0となり、理想コイルの両端電圧 V = L × dI/dt = 0、つまり短絡と等価になります。
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問105.電線の表皮効果は、直流電流では発生しない現象である。
正解:○(正しい)
解説:表皮効果は交流電流が導体表面に集中する現象で、直流では発生しません。周波数が高いほど顕著になります。
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問106.力率が小さいと、同じ電力を送るのに大きな電流が必要になる。
正解:○(正しい)
解説:有効電力 P = VI cosθ なので、cosθが小さいほど同じPを得るのに大きなIが必要となり、線路損失(I²R)も増えます。
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問107.電力損失は電流の2乗に比例する。
正解:○(正しい)
解説:電線での電力損失 P_loss = I²R で電流の2乗に比例します。これが力率改善や高電圧送電が行われる理由です。
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問108.水を電気分解したとき発生する気体は、陰極で水素、陽極で酸素である。
正解:○(正しい)
解説:電気分解では陰極(カソード)で水素、陽極(アノード)で酸素が発生します。体積比は水素:酸素 = 2:1 です。
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問109.蓄電池は化学エネルギーを電気エネルギーに変換する装置である。
正解:○(正しい)
解説:蓄電池(鉛蓄電池、リチウムイオン電池等)は放電時に化学エネルギーを電気エネルギーに、充電時はその逆の変換を行います。
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問110.三相誘導電動機の同期速度は、電源周波数に比例し極数に反比例する。
正解:○(正しい)
解説:同期速度 Ns = 120f/p [rpm](fは周波数、pは極数)で、周波数に比例し極数に反比例します。
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問111.電動機のすべり(スリップ)は、同期速度と回転子の速度が等しいときに0となる。
正解:○(正しい)
解説:すべり s = (Ns - N)/Ns で、同期速度Nsと回転子速度Nが等しいとs=0ですが、誘導電動機では原理上すべりが0にはなりません。
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問112.電気エネルギーは発電所で生成された後、変電所で昇圧してから需要地に送電される。
正解:○(正しい)
解説:長距離送電では電流を小さくして損失を減らすため、発電所近くの変電所で超高圧(275kV~500kV)に昇圧して送電します。
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問113.抵抗R1=3Ω、R2=6Ωを並列接続し、両端に12Vを加えたときの全電流は何Aか。
- ア.2A
- イ.6A
- ウ.4A
- エ.8A
正解:イ.6A
解説:合成抵抗 R = (3×6)/(3+6) = 2Ω。全電流 I = V/R = 12/2 = 6A です。
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問114.100V回路に1kWの電熱器を接続したとき、20分間の電力量は何Whか。
- ア.200Wh
- イ.500Wh
- ウ.333Wh
- エ.1000Wh
正解:ウ.333Wh
解説:電力量 = 電力 × 時間 = 1000W × (20/60)h = 1000 × 1/3 ≒ 333Wh です。
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問115.三相3線式200V、線電流10A、力率0.8のときの三相電力は約何Wか。
- ア.1600W
- イ.2000W
- ウ.3460W
- エ.2770W
正解:エ.2770W
解説:P = √3 × V × I × cosθ = 1.732 × 200 × 10 × 0.8 ≒ 2770W です。
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問116.抵抗5Ωに2Aの電流が10分間流れたときのジュール熱はいくらか。
- ア.12000J
- イ.1200J
- ウ.2400J
- エ.20J
正解:ア.12000J
解説:H = I²Rt = 2² × 5 × (10×60) = 4 × 5 × 600 = 12000J です。
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問117.導体の断面積を2倍、長さを3倍にすると抵抗は何倍になるか。
- ア.2/3倍
- イ.1.5倍
- ウ.6倍
- エ.1/6倍
正解:イ.1.5倍
解説:R = ρl/A で、長さ3倍、断面積2倍なら R' = ρ×3l/(2A) = (3/2)R = 1.5倍です。
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問118.静電容量4μFのコンデンサに100Vを加えたとき蓄えられる電荷はいくらか。
- ア.25μC
- イ.4000μC
- ウ.400μC
- エ.100μC
正解:ウ.400μC
解説:Q = CV = 4×10⁻⁶ × 100 = 400×10⁻⁶ C = 400μC です。
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問119.60Hzでインダクタンス0.2Hのコイルの誘導性リアクタンスは約何Ωか。
- ア.37.7Ω
- イ.12.6Ω
- ウ.150Ω
- エ.75.4Ω
正解:エ.75.4Ω
解説:XL = 2πfL = 2 × 3.14 × 60 × 0.2 ≒ 75.4Ω です。
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問120.4極、周波数50Hzの三相誘導電動機の同期速度は何rpmか。
- ア.1500rpm
- イ.1200rpm
- ウ.1000rpm
- エ.3000rpm
正解:ア.1500rpm
解説:Ns = 120f/p = 120×50/4 = 1500rpm です。
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問121.単相100V、500W、力率0.5の負荷に流れる電流は何Aか。
- ア.2.5A
- イ.10A
- ウ.5A
- エ.50A
正解:イ.10A
解説:I = P/(V×cosθ) = 500/(100×0.5) = 10A です。
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問122.皮相電力1000VA、有効電力600Wの回路の無効電力はいくらか。
- ア.400var
- イ.600var
- ウ.800var
- エ.1000var
正解:ウ.800var
解説:Q = √(S² - P²) = √(1000² - 600²) = √(1000000 - 360000) = √640000 = 800var です。
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問123.抵抗3Ωとリアクタンス4ΩをRL直列接続したときのインピーダンスはいくらか。
- ア.1Ω
- イ.12Ω
- ウ.7Ω
- エ.5Ω
正解:エ.5Ω
解説:Z = √(R² + X²) = √(3² + 4²) = √25 = 5Ω です(3-4-5直角三角形)。
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問124.RL直列回路で抵抗3Ω、リアクタンス4Ωのときの力率はいくらか。
- ア.0.6
- イ.0.75
- ウ.0.8
- エ.1.0
正解:ア.0.6
解説:Z = 5Ω。力率 cosθ = R/Z = 3/5 = 0.6 です。
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問125.直径2.6mmの電線の断面積は約何mm²か。
- ア.2.0mm²
- イ.5.3mm²
- ウ.3.5mm²
- エ.8.0mm²
正解:イ.5.3mm²
解説:断面積 S = π×(d/2)² = 3.14 × 1.3² ≒ 5.3mm² です。