在庫確認・見積は今すぐ フォームで依頼する 24時間受付 / 電話は平日 9:00〜17:00 03-3833-6431
第三種電気主任技術者(電験三種)・科目別学習

理論

読了目安: 3分

この科目で問われること

電験三種の「理論」は、4科目のうちもっとも土台になる科目だ。電気技術者試験センターの区分では、 電気理論・電子理論・電気計測及び電子計測を扱うとされている。

電気工事士でもオームの法則や電力計算は登場するが、理論科目ではそれをさらに一段掘り下げて使う。 直流回路の分圧・分流やキルヒホッフの法則といった回路解析の基本手法、コンデンサ・コイルを含む 交流回路のベクトル計算、スイッチを入れた瞬間・切った瞬間に起きる過渡現象、そして半導体の基礎までが 範囲に入る。

計算問題の比重が高い科目であり、ここで身につけた計算の手順は、電力科目の短絡電流計算、機械科目の 電動機・変圧器の効率計算、法規科目の電気施設管理計算でもそのまま使うことになる。理論を後回しにすると、 残り3科目すべてで同じ計算につまずくことになるため、多くの受験者が最初に着手する科目だ。

トピック一覧(16個)

1トピック数分で読めるミニレッスン+理解度チェック。順番に進めよう。

  1. 1 直流回路の分圧・分流 直列抵抗は電圧を、並列抵抗は電流を、抵抗値の比で分け合う。制御盤の基準電圧づくりから電流計の内部構造まで、あらゆる場所で使われている2つの式。 制御盤の中にある「なぜこの抵抗が2本、直列(または並列)に並んでいるのか」を見たとき、その場で狙いを言い当てられるようになる 未着手
  2. 2 キルヒホッフの法則 枝分かれした回路も、電源が2つある回路も、電流は必ず「帳簿」を合わせる。電流則・電圧則という2つの帳簿ルールで、どんなに複雑な回路も解ける。 枝分かれが複雑な制御盤の配線図を見ても、「まず何を式に立てればいいか」が最初の1手として見えるようになる 未着手
  3. 3 テブナンの定理 複雑な回路網も、見たい枝から見れば「1個の電源+1個の抵抗」に化ける。キルヒホッフの連立方程式を解かずに済ませる、実務でも使われる近道。 複雑な回路網を見たとき、知りたい枝が1本だけなら、そこだけを切り離して単純な等価回路に置き換えるという発想が最初に浮かぶようになる 未着手
  4. 4 静電容量とコンデンサの直並列 コンデンサの合成容量は、抵抗の直列・並列と計算式がそっくり入れ替わる。電荷を蓄える板の面積・間隔のイメージから、直列で容量が減り、並列で容量が増える理由を押さえる。 コンデンサが直列・並列に組まれた回路図を見たとき、抵抗の直並列と混同せず、合成静電容量が増える向きか減る向きかを式を書く前に見当づけられるようになる 未着手
  5. 5 電界とクーロンの法則 2つの電荷が引き合う・反発する力の大きさは、距離の2乗に反比例して急激に変わる。この力の法則と「電界」という考え方が、静電容量やコンデンサの土台になっている。 『距離を2倍にすると力はどう変わるか』を問われたとき、比例・反比例の感覚だけでなく『2乗に反比例』という電気特有の急激な変化のスケール感で答えられるようになる 未着手
  6. 6 磁界と電磁力(フレミングの世界) 電流が流れれば、その周りに必ず磁界ができる。磁界の中を電流が流れれば、必ず力が生まれる。この双方向の関係が、電磁接触器・遮断器・モーターの動作原理そのものになる。 制御盤の中で電磁接触器(マグネットスイッチ)がなぜコイルに電流を流しただけで接点を吸引できるのか、力の発生原理から説明できるようになる 未着手
  7. 7 電磁誘導とインダクタンス 磁束が変化すれば、必ず電圧が生まれる。この電磁誘導の法則が、変圧器・発電機の動作から、リレーコイルを切った瞬間の誘導サージまで、すべてを支配している。 リレーや電磁接触器のコイルを切ったときになぜ火花や高電圧が発生するのかを、電磁誘導の式から説明できるようになる 未着手
  8. 8 交流の実効値・平均値・波形率 AC100Vのコンセントに来ている「100V」は、瞬間ごとに変化する交流電圧のどの値を指しているのか。実効値・平均値・波形率という3つの物差しが、波形の見え方の違いをすべて数値に変換する。 テスタが示す交流電圧・電流の数値が、変化し続ける波形のどの部分を代表した値なのかを、実効値の定義から説明できるようになる 未着手
  9. 9 RLC直列回路とベクトル図 電流を基準にすると、抵抗の電圧は同位相、コイルの電圧は90度進み、コンデンサの電圧は90度遅れる。3つの電圧は足し算ではなくベクトルで合成され、各素子の電圧が電源電圧を上回ることさえある。 交流回路の電圧計の読みが電源電圧より大きく見えても慌てず、その場でベクトル図を思い浮かべて理由を説明できるようになる 未着手
  10. 10 共振回路 共振はXL=XCの瞬間に起きる。直列共振ではインピーダンスが最小になり電流は最大になるが、コイルやコンデンサ単体の電圧はQ倍に膨れ上がる——進相コンデンサ増設が高調波と共振する事故も、この仕組みで起きる。 力率改善用コンデンサを盤に増設する提案を見たとき、単純に容量を追加していいのか、共振によるリスクをまず疑えるようになる 未着手
  11. 11 三相交流とY-Δ Y結線は電圧に、Δ結線は電流に√3がつく。三相動力盤の結線を見分け、線間電圧・線電流と相電圧・相電流を正しく使い分けられるかが、この単元の核心。 三相動力盤の結線図を見たとき、Y結線かΔ結線かを見分けて、線間電圧・線電流と相電圧・相電流の関係をその場で計算できるようになる 未着手
  12. 12 交流電力と力率 交流回路の電力には、実際に仕事をする有効電力と、電源とのあいだを行き来するだけの無効電力がある。両者の比率を表す力率は、電気料金の明細にも直結する現場の数字だ。 電気料金の明細にある『力率』の欄や、工場の受電設備にある大きなコンデンサ盤を見たとき、それが何のために置かれているかをその場で説明できるようになる 未着手
  13. 13 過渡現象(RL・RC回路) スイッチを入れた瞬間、電圧や電流は一気に最終値へジャンプするのではなく、指数関数的になめらかに変化する。その「間」の長さを決めているのが時定数だ。 制御盤でスイッチを入れた瞬間や、タイマーが一定時間だけ遅れて動く仕組みを見たとき、時定数という1つの数値でその『間』の長さを説明できるようになる 未着手
  14. 14 半導体とダイオード・トランジスタ 電気を「常に通す」導体でも「常に通さない」絶縁体でもない、条件によって性質を変える半導体。その性質を利用したダイオードとトランジスタが、電源回路や信号回路の基本部品になっている。 制御盤の基板に並ぶ小さな部品(ダイオード・トランジスタ)を見たとき、それが電流の向きや大きさをどう制御しているかを、内部の仕組みから説明できるようになる 未着手
  15. 15 電気計測(分流器・倍率器・計器の種類) 電流計・電圧計は、内部に小さな抵抗を1本足すか並べるかだけで測定範囲を何倍にも広げられる。分流器・倍率器という2つの拡張方法と、計器の種類による直流・交流の使い分けを押さえる。 テスタやクランプメータの仕様表にある「内部抵抗」「レンジ」「階級」の数字が、何のためにその値になっているかを読み解けるようになる 未着手
  16. 16 電子回路・増幅の基礎 センサーが出す小さな信号は、そのままでは何も動かせない。トランジスタとオペアンプが、その小さな信号を「何倍に」「どうやって」拡大しているのかを、電流増幅率とデシベルの2つの物差しで理解する。 制御盤やセンサー回路の中にある小さなアンプIC・トランジスタ回路を見て、「何を、どれだけ拡大しているか」を数値で言い当てられるようになる 未着手

参考文献・出典

QUOTATION SIGNAL

電設資材・FA部品の無料見積もり

仕入れコスト削減、廃盤代替品の選定、お急ぎの在庫確認まで。型番や数量を送っていただくだけです。 手書きメモや型番リストの写真・PDFでも依頼できます。