電験三種

交流回路の電力は、皮相電力S[V・A]、有効電力P[W]、無効電力Q[Var]の３種類があります。送電・受電した交流電力のうち、実際にエネルギーとして使われる割合を力率と呼びます。これら３つの電力と力率について説明します。

RC並列接続時の直流・交流の電流計算の問題です。回路を解析した後に、直流電流と交流電流を合成する必要があります。この合成について、理解していないと間違いにつながるので、少々難しい問題です。

直流回路におけるコンデンサと、インダクタが接続された並列接続回路の問題です。直流回路におけるコンデンサと、インダクタの振舞いについて理解をしていれば、ただの抵抗の並列接続を解く問題なので、確実に解答したい問題です。

オームの法則と、電力の計算の問題です。解法によっては、分流則、分圧則を使うこともあります。特筆点の無い程初歩的な問題なので、確実に解答できるようにしましょう。

RLC回路を直列接続したとき、並列接続したときの、各抵抗、コイル、コンデンサの電圧・電流の位相を問う問題です。各素子の位相特性について理解をしている場合、計算するまでも無く解答できますが、地道に計算しても比較的簡単に導出できます。

抵抗が直列接続されたときの分圧の法則の計算問題です。基礎的な内容なので、確実に解答したい問題です。

RC直列回路の交流回路の計算の問題です。直列回路のインピーダンスの合成、合成されたインピーダンスの大きさの求め方を理解していれば解答できます。交流回路は面倒な計算が多いですが、この問題は解答しやすい問題です。

テブナンの定理を使う計算問題です。テブナンの定理を理解していれば、簡単に解答できます。この定理は、初見では何故その操作をするのかが理解しづらい定理ですが、理解できれば応用の幅が広く便利です。

３つの抵抗の消費電力をそれぞれ計算し、比較する計算問題です。抵抗の分圧の計算と、消費電力の計算が出来れば容易に解答できます。

同じ長さ、異なる断面積の電線の、材質毎の抵抗率から算出される抵抗値を比較する問題です。簡単な計算で求められるので、確実に解答したい問題です。

交流回路の理論において、三角関数は切り離すことはできません。そして、交流電圧の実効値を求めるような面倒くさい計算は、加法定理を使って式を分解する必要が出てきます。三角関数に関する基本公式と、導出と、電験三種での使用頻度をまとめました。

可変抵抗の抵抗値を変化させ、最大電力が消費されるときの電流値を求める問題です。①複数個の電圧源・抵抗の数式的な取り扱い②最大電力となるときの抵抗値の求め方③分数の微分の扱い方について理解が必要で、難易度は少々高い問題です。

異なる周波数の電圧は、各周波数の電圧実効値を２乗して足し合わせたあと、ルートを取ると、重ね合わせた交流電圧の実効値を求めることができます。このことについて、説明と証明をします。

インピーダンスは、電流を流れにくくする要素である抵抗と、リアクタンスを足し合わせたものです。しかしながら、これらは単純に足すことができず、抵抗を実軸、リアクタンスを虚軸においた複素平面で表されます。

最大出力電圧、最大出力電流が定められた直流安定化電源に、接続する抵抗値を切り替えた時の電源出力の振舞いに関する計算問題です。問題文の意味を読み取って理解するまでに少し時間がかかるかもしれませんが、内容は非常に簡単です。

回路に交流電流が流れる場合は、電流を流れにくくするのは抵抗だけでなく、電流の変化によって生じる電磁界も電流が流れにくくします。抵抗とリアクタンスの影響をまとめたのがインピーダンスです。

熱電効果の論説問題です。熱電効果には、熱から電気に変換するゼーベック効果と、電気から熱に変換するペルチェ効果があり、これらは表裏一体です。知らないと回答は出来ないので、しっかりと理解して回答できるようにしましょう。

交流電圧の、電圧実効値、平均値、波形率、波高値、周期、周波数について記述します。

２種類の種類が違う金属を接続して温度差を与えると、温度差に比例した起電力が生じるという効果があります。これをゼーベック効果と呼びます。逆に直流電流を流すと、片方の接点が冷却され、もう片方の接点は加熱されます。これをペルチェ効果と呼びます。

回路理論を勉強する上で、初学者が初っ端に出くわすよくわからない定理の代表格でしょう。本ページでは、テブナンの定理の目的、テブナンの定理の使い方、テブナンの定理の証明の３点について説明していきます。