電験三種 機械の範囲・難易度・勉強法誘導機と変圧器を本試験問題で解く

結論：電験三種の機械は「電気機器（直流機・誘導機・同期機・変圧器）」に、パワーエレクトロニクス・電動機応用・照明・電熱・電気化学・自動制御・情報処理などを加えた範囲から、A問題14題とB問題3題（選択問題を含む）が出ます。直近2回の全18問のうち、4つの電気機器が8〜9問を占めました。機械の合格率は直近3回で19.1〜24.9％です。4つの電気機器の計算を先に固め、残りの分野は本試験問題で出方を覚えるのが効率的です。

令和7年度下期・令和8年度上期の列は、電気技術者試験センターが公表した機械の問題冊子（令和7年度下期・令和8年度上期）の全18問を、各問の主題で合格ナビ編集部が分類して数えたものです。B問題の選択問題（問17・問18）は両方を数えているため、実際に解答するのは17問です。「合格ナビの収録数」は、令和4年度上期〜令和7年度下期のうち7回分の機械の本試験問題86問を、当サイトの分類で数えたものです（令和6年度下期は未収録・2026-10-02 集計）。

電験三種 機械の出題範囲と問題数

第三種電気主任技術者の試験概要では、機械の範囲を「電気機器、パワーエレクトロニクス、電動機応用、照明、電熱、電気化学、電気加工、自動制御、メカトロニクス並びに電力システムに関する情報伝送及び処理」と定めています。

令和8年度上期の受験案内（7頁）による問題数と形式は次のとおりです。

B問題の3題のうち1題は選択問題で、令和8年度上期の問題冊子には「問17 と問18 は選択問題です。どちらか１問を選択してください。選択問題は両方解答すると採点されません。」と書かれています。

直近2回の機械の出題を分野別に数えると

冒頭の表のとおり、直流機・誘導機・同期機・変圧器の4つ（以下「4機」）は、令和7年度下期が18問中8問、令和8年度上期が18問中9問でした。残りはパワーエレクトロニクスが毎回2問、電動機応用・電熱・照明・電気化学・自動制御・情報処理から1問ずつ程度で、範囲は広いものの1分野あたりの問題数は少なめです。

4機の問題は、記述の正誤（「誤っているものを選べ」）と計算の両方で出ます。令和8年度上期の4機の9問のうち、誘導機の同期ワット（問4）、変圧器の容量（問9）などが計算問題でした。誘導電動機の構造や始動方法は、かご形と巻線形の違いで本試験問題とあわせて整理しています。

機械の問題番号ごとの分野：9回分の位置表

問題番号ごとの分野も、機械はほぼ決まっています。令和4年度上期〜令和8年度上期の問題冊子9回分（令和4年度上期・令和4年度下期・令和5年度上期・令和5年度下期・令和6年度上期・令和6年度下期・令和7年度上期・令和7年度下期・令和8年度上期）の全162問を、各問の冒頭文から合格ナビ編集部が分野に分けて数えました（2026-10-04 集計）。

分類は当サイトの判断で、問1（令和6年度下期）は導体に生じる起電力を求める基本問題で、直流機の原理として数えています。令和5年度上期以降の7回に絞ると、問1〜6・問9・問15の8問（A問題7問とB問題1題で45点分）は毎回、直流機・誘導機・同期機・変圧器のどれかでした。

電験三種の機械は難しい？科目別合格率と合格基準

機械の合格率は、センターのプレス発表の科目別内訳で確認できます。

出典：電気技術者試験センターのプレス発表 令和6年度下期・令和7年度上期・令和7年度下期（第3表と本文の合格基準）。

電験三種 機械の合格率：令和8年度上期の機械の合格率は20.1％（受験者17,393人・合格者3,502人。出典：電気技術者試験センター 令和8年度上期の結果、最終確認日：2026-10-29）。令和7年度下期の機械の合格率は19.8％（受験者16,491人・合格者3,273人）。最終確認日：2026-10-02。出典：電気技術者試験センター 令和7年度第三種電気主任技術者下期試験の結果について。

電験三種 機械の合格基準：令和8年度上期の筆記方式の機械の合格基準は60点以上（100点満点）。最終確認日：2026-10-02。出典：電気技術者試験センター お知らせ（2026年9月14日）。

令和7年度上期は、機械だけ合格基準が55点に下がりました。受験案内には「試験の難易度等から合格基準を調整する場合があります」とあり、この回は基準を下げた後でも機械の合格率が19.1％でした。ただし、同じ3回で合格率がいちばん低かった科目は回ごとに違い（法規・理論・機械の順）、「機械だけが毎回いちばん難しい」とは言えません。4科目の合格率の比較と、科目合格の期限（最大で連続5回）は電験三種の科目合格の記事にまとめています。

機械が難しい理由と対策：数えられる4点

「機械は難しい」という声は、感じ方の話になりがちです。ここでは公表資料と本記事の集計で数えられる4点だけを挙げ、それぞれに取れる対策を添えます。

令和8年度上期と令和7年度下期のA問題14問を、文章・図で答えを選ぶ問題（記述の正誤、穴埋め、図の選択）と計算問題に分けると、前者は令和8年度上期が8問（40点）、令和7年度下期が6問（30点）でした。合格基準の60点に対して、計算なしで取れる点数は30〜40点です。分類は当サイトの判断で、2進数・16進数の変換を伴う問題は計算に入れています。

対策は、上の4点それぞれに対応して次のとおりです。

• ① 範囲の広さ：問題番号ごとの分野がほぼ決まっているので（上の位置表）、10項目を均等に学ぶのではなく、毎回出る分野から固めます。令和5年度上期以降の7回では、問1〜6・問9・問15の8問（45点分）が毎回4機でした
• ② 計算問題の点数：4機の計算（滑り・電力の配分・変圧器の効率と損失・同期インピーダンス）は式の数が少なく、例題のように別の式で検算できます。問題文に出る数値の単位をそろえることから始めます
• ③ B問題：問16（パワーエレクトロニクス）は9回すべて、問17（選択）は照明か電熱、問18（選択）は制御・情報でした。選択問題は、得意な側を1つ決めておくと試験中に迷いません
• ④ 過去問の再出題：令和7年度下期の問2・問5・問11の3問（15点分）は、令和5年度下期・令和6年度上期・令和6年度下期の問題と、問題文の文字と数値が同じで選択肢の並びだけ違っていました（図は比べていません）。令和5年度以降の問題は、そのまま練習になります

直流機：逆起電力と回転速度の関係

直流電動機の計算は、電機子に加えた電圧Vから電機子抵抗の電圧降下を引いた逆起電力E（E＝V－RaIa）が、回転速度に比例する（界磁が一定のとき）ことを使う問題が中心です。令和7年度下期 問2は、無負荷時の回転速度と損失（銅損）から電機子抵抗を出し、負荷時の回転速度を求める形でした。記述問題では、直巻・分巻・複巻の特性、電機子反作用と補償巻線・補極が問われます。

この論点の問題を解く：

• 永久磁石の直流電動機で負荷時の回転数を求める（令和7年度下期）解く ›
• 直流他励電動機の入力電圧から回転速度を求める（令和6年度上期）解く ›
• 直巻・分巻・複巻電動機の特性の正誤（令和7年度上期）解く ›
• 直流機の電機子反作用の正誤（令和5年度下期）解く ›

誘導機：滑りと電力の配分（例題1）

誘導電動機は、同期速度 Ns＝120f/p（f：周波数、p：極数）と滑り s＝(Ns－N)/Ns を使い、二次入力P2・二次銅損Pc2・機械出力Pmの比が P2：Pc2：Pm＝1：s：(1－s) になる関係が計算の中心です。最新回の問題で確かめます。

定格周波数50 Hz，6 極のかご形三相誘導電動機があり，トルク200 N･m，機械出力20 kW で定格運転している。このときの二次入力(同期ワット)の値[kW]として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。ただし，機械損は無視するものとする。

(1) 19　(2) 20　(3) 21　(4) 25　(5) 27

出典：令和8年度上期 第三種電気主任技術者試験 機械 問4（一般財団法人電気技術者試験センター）

解き方1（滑りを求めて比で解く）

• 同期速度：Ns＝120×50÷6＝1,000 min⁻¹
• 回転の角速度：ω＝Pm÷T＝20,000÷200＝100 rad/s、回転速度 N＝100×60÷(2π)≒954.9 min⁻¹
• 滑り：s＝(1,000－954.9)÷1,000≒0.0451
• 二次入力：P2＝Pm÷(1－s)＝20÷(1－0.0451)≒20.9 kW

最も近いのは21 kWで、答えは(3)です。公式の解答も(3)です（令和8年度上期 解答）。

解き方2（同期ワットの定義から）：二次入力は「同期速度で回ったと考えたときのトルク×角速度」なので、同期角速度 ωs＝2π×1,000÷60≒104.7 rad/s を使って P2＝T×ωs＝200×104.7≒20,944 W≒20.9 kW。解き方1と一致します。

検算（電力の配分）：二次銅損 Pc2＝s×P2≒0.0451×20,944≒944 W。P2－Pc2＝20,944－944＝20,000 W で、問題文の機械出力20 kWに戻ります。

この論点の問題を解く：

• V/f一定制御の誘導電動機の回転速度を求める（令和6年度上期）解く ›
• 定格出力と滑りから誘導電動機のトルクを求める（令和5年度上期）解く ›
• Y-Δ始動の始動トルクから定格トルクを求める（令和7年度下期）解く ›
• 巻線形・かご形・単相誘導電動機の始動方法（令和7年度下期）解く ›

同期機：同期インピーダンスと並列運転

同期機は、無負荷飽和曲線と短絡試験から同期インピーダンスや短絡比を求める計算と、並列運転の条件・V曲線（位相特性）・短絡比の大小による違いを問う記述が中心です。令和8年度上期では、同期発電機の記述（問5）、並行運転（問6）、B問題の三相同期電動機（問15）の3問が出ました。

この論点の問題を解く：

• 無負荷と短絡試験の値から同期インピーダンスを求める（令和7年度下期）解く ›
• 界磁電流の比から持続短絡電流を求める（令和7年度上期）解く ›
• 同期発電機を並列運転する条件（令和7年度上期）解く ›
• 三相同期発電機の短絡比の正誤（令和5年度上期）解く ›

変圧器：効率と鉄損・銅損（例題2）

変圧器の効率は、出力をP、鉄損をPi、全負荷銅損をPcとすると、負荷が全負荷のα倍のとき η＝αP÷(αP＋Pi＋α²Pc) です。鉄損は負荷によらず一定、銅損は負荷の2乗に比例し、鉄損と銅損が等しくなる負荷で効率が最大になります。B問題で確かめます。

定格容量50 kV･A の単相変圧器がある。この変圧器を定格電圧，力率100 ％，全負荷の3/4 の負荷で運転したとき，鉄損と銅損が等しくなり，そのときの効率は98.2 ％であった。この変圧器について，次の(a)及び(b)に答えよ。ただし，鉄損と銅損以外の損失は無視できるものとする。

(a) この変圧器の鉄損[W]の値として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。(1) 536　(2) 472　(3) 425　(4) 382　(5) 344

(b) この変圧器を全負荷，力率100 ％で運転したときの銅損[W]の値として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。(1) 712　(2) 611　(3) 579　(4) 453　(5) 325

出典：令和7年度下期 第三種電気主任技術者試験 機械 問15（一般財団法人電気技術者試験センター）

※問題文の「3/4」は、公式の問題冊子では分数で表記されています。

解き方1（効率の式から損失を出す）

• 3/4負荷の出力：50×3/4×1.0＝37.5 kW
• 損失の合計：37.5÷0.982－37.5≒0.6874 kW＝687.4 W
• (a) 鉄損と銅損が等しいので、鉄損 Pi＝687.4÷2≒343.7 W → 答えは(5) 344
• (b) 3/4負荷の銅損も343.7 W。銅損は負荷の2乗に比例するので、全負荷銅損 Pc＝343.7÷(3/4)²≒611 W → 答えは(2) 611

公式の解答も(a)(5)、(b)(2)です（令和7年度下期 解答）。

解き方2（逆算で確かめる）：鉄損344 W、全負荷銅損611 Wとして3/4負荷の効率を計算し直すと、η＝37,500÷(37,500＋343.7＋611×0.5625)≒0.982 で、問題文の98.2％に戻ります。

検算（最大効率の条件）：効率が最大になる負荷は α＝√(Pi÷Pc)＝√(343.7÷611)≒0.75。問題文の「3/4負荷で鉄損と銅損が等しい（＝効率最大）」と一致します。

この論点の問題を解く：

• 負荷力率が変わったときの全負荷効率を求める（令和7年度上期）解く ›
• 短絡試験の計器の値から漏れリアクタンスを求める（令和7年度下期）解く ›

パワーエレクトロニクス：デバイスとチョッパ・整流回路

パワーエレクトロニクスは毎回2問程度で、ダイオード・サイリスタ・IGBT・パワーMOSFETの動作の違いを問う記述と、チョッパ・整流回路の電圧・電流を求める計算が出ます。降圧チョッパの出力電圧の平均値は、電流が連続する場合、通流率dと電源電圧Eの積（d×E）で求めます。

この論点の問題を解く：

• パワー半導体デバイスの定常的な動作の正誤（令和7年度下期）解く ›
• 直流チョッパの負荷電流の平均値を求める（令和7年度上期）解く ›
• IGBTとパワーMOSFETの特性の比較（令和5年度上期）解く ›

電動機応用・電熱：力学とエネルギーの計算

電動機応用は、巻上機・ポンプ・減速機などで、電動機に必要な出力やトルクを「力×速度」「トルク×角速度」と効率から求める問題です。電熱は、熱伝導（熱の流れを電気回路と同じ考え方で扱う）や加熱に必要な電力量を求める問題が出ます。照明・電気化学は、直近2回ではそれぞれ0〜1問でした。

この論点の問題を解く：

• 減速機の先の負荷の回転速度・トルク・軸入力（令和7年度下期）解く ›
• 巻上機の電動機出力から巻上速度を求める（令和7年度上期）解く ›
• 電気炉の炉壁の熱損失を求める（令和7年度下期）解く ›

自動制御・情報処理：ブロック線図・論理演算・プログラム

自動制御はブロック線図の伝達関数とフィードバック制御の特性、情報処理は2進数・16進数、論理演算、フローチャート（プログラム）を問います。令和8年度上期は、ブロック線図（問13）、2進数・10進数・16進数（問14）、B問題の選択で論理関数（問18）が出ました。プログラムの問題は、受験案内のとおりBASICとC言語の両方で表記されます。

この論点の問題を解く：

• ビットパターンの排他的論理和・否定論理和と16進数（令和6年度上期）解く ›
• フィードバック制御系の過渡特性を表す量（令和7年度上期）解く ›

機械の暗記ポイント：記述問題で点を取る分野

機械の記述問題（「誤っているものを選べ」「次の文章の空白に入る語句」）は、分野ごとに問われる論点がかたまっています。収録している問題から、論点ごとに確かめられるものを挙げます。計算で使う式は各分野の節に書いたので、ここでは文章で覚える論点だけを扱います。

• ① 直流機：電機子反作用と補極・補償巻線、直巻・分巻・複巻の特性。直流機の電機子反作用の正誤、直流機の構造の正誤、直流機の基本事項の穴埋め（令和6年度上期 問1）
• ② 誘導機：速度制御（周波数・極数・滑り）、かご形と巻線形の構造・始動方法。誘導機の速度制御、誘導電動機の構造、三相かご形誘導機の記述の誤り、三相の誘導機の穴埋め
• ③ 同期機：位相特性（V曲線）、並列運転の条件、短絡比の大小。同期電動機の位相特性（令和4年度下期 問4）
• ④ 変圧器：並行運転の条件、変圧器の種類、簡易等価回路。三相変圧器の並行運転、いろいろな変圧器の記述の誤り、単相変圧器の簡易等価回路
• ⑤ 電気機器の共通事項：損失の種類、各機器の共通点。電気機器の損失、電気機器の共通点
• ⑥ パワーエレクトロニクス：パワー半導体の定常動作、太陽光発電のパワコン、整流回路。パワー半導体デバイスの記述の誤り、太陽光発電のパワーコンディショナ、単相半波ダイオード整流回路（令和6年度上期 問10）
• ⑦ 電熱：電気加熱・誘導加熱の記述、熱と電気の対応。電気加熱の記述の誤り、誘導加熱の記述の誤り、熱の伝導と電気の伝導の対応表
• ⑧ 情報・制御：論理回路の真理値表、メカトロニクスと電気通信の用語。論理回路の真理値表（令和5年度下期 問14）、メカトロニクスの構成要素、電気通信の伝送路、電力用コンデンサの記述

令和8年度上期の記述・穴埋め6問は、直流機（問1）、誘導機の速度制御（問3）、同期発電機（問5）、交流整流子モータ（問7）、変圧器の温度上昇試験（問8）、電気二重層キャパシタ（問12）でした。令和7年度下期の記述・穴埋め5問は、誘導機の始動（問3）、回転界磁形同期電動機（問5）、ステッピングモータ（問7）、電力用コンデンサ（問8）、パワー半導体（問10）でした。毎回同じ論点とは限りませんが、収録している問題で論点を広く確かめておくと、初見の記述問題でも選択肢を絞りやすくなります。

電験三種 機械の勉強法：4機の計算を先に

出題の配分（4機で18問中8〜9問）をもとにした、学習の順番の例です。

• ① 変圧器と誘導機の計算を先に：効率・損失・滑り・電力の配分は、式の数が少なく、上の例題のように別の式で検算できる
• ② 直流機・同期機：逆起電力と回転速度、同期インピーダンスと短絡比を、計算と記述の両方で確認する
• ③ パワーエレクトロニクス：毎回2問程度出るので、デバイスの違いとチョッパ・整流の基本式を押さえる
• ④ 残りの分野：電動機応用・電熱・自動制御・情報処理は、本試験問題で出方を確かめる。B問題の選択問題（問17・問18）は、得意な分野を1つ決めておく

交流の電力や三相の計算は理論で学ぶ内容です。理論の出題傾向は電験三種 理論のコツと出題傾向、変圧器が電力系統でどう使われるかは電験三種 電力の攻略で扱っています。

機械の本試験問題を分野別に解く

機械は範囲が広い一方、4機の計算は毎回まとまって出ます。例題で使った式を、収録している機械の86問で続けて確かめてください。