電験三種 機械 問34：電気機器（変圧器）
（令和8年度（2026年度）試験対応・数値確認日 2026-06-14）
次の文章は，単相変圧器の簡易等価回路に関する記述である。 変圧器の電気的な特性を考える場合，等価回路を利用すると都合がよい。また， 等価回路は負荷も含めた電気回路として考えると便利であり，特に二次側の諸量 を一次側に置き換え，一次側の回路はそのままとした｢一次側に換算した簡易等 価回路｣は広く利用されている。 一次巻線の巻数を 1 N ，二次巻線の巻数を 2 N とすると，巻数比a は 1 2 N a N で表 され，このa を使用すると二次側諸量の一次側への換算は以下のように表される。 2 V ：二次電圧 2 V を一次側に換算したもの 2 V = (ｱ) ･ 2 V 2I ：二次電流 2I を一次側に換算したもの 2I = (ｲ) ･ 2I 2r ：二次抵抗2r を一次側に換算したもの 2r = (ｳ) ･2r 2x ：二次漏れリアクタンス 2x を一次側に換算したもの 2x = (ｴ) ･ 2x L Z ：負荷インピーダンス L Z を一次側に換算したもの L Z = (ｵ) ･ L Z ただし，'(ダッシュ)の付いた記号は，二次側諸量を一次側に換算したものとし， '(ダッシュ)のない記号は二次側諸量とする。 上記の記述中の空白箇所(ｱ)～(ｵ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次 の
- 11 a a 2 1 a 2 1 a 2 a
- 21 a a 2 a 2 a a
- 3a 1 a 2 1 a 2 1 a 2 1 a
- 4a 1 a 2 a 2 a 2 a正答
- 51 a a 2 1 a 2 1 a 2 1 a
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電験三種「機械」の「電気機器（変圧器）」に関する問題（令和6年度下期 問8）。正答は(4)です。
【基本公式】巻数比a=N₁/N₂。一次側換算：V₂'=aV₂、I₂'=I₂/a、r₂'=a²r₂、x₂'=a²x₂、ZL'=a²ZL。
正答(4)の根拠：V₂を一次に換算=a倍（電圧は巻数比に比例）。I₂を一次に換算=1/a倍（電流は逆比）。r₂を一次に換算=a²倍（インピーダンスはa²倍）。x₂を一次に換算=a²倍（同様）。ZLを一次に換算=a²倍（同様）。
覚え方：電圧V→a倍、電流I→1/a倍、インピーダンスZ（r,x,Z）→a²倍。
【電気機器（変圧器）等価回路換算の解法と要点】（令和6年度下期 問8）
【基本換算係数（二次→一次換算）】
巻数比a=N₁/N₂
電圧：V₂'=a×V₂（a倍）
電流：I₂'=(1/a)×I₂（1/a倍）
抵抗：r₂'=a²×r₂（a²倍）
リアクタンス：x₂'=a²×x₂（a²倍）
負荷インピーダンス：ZL'=a²×ZL（a²倍）
【換算の物理的根拠】
電力不変原則：V₂I₂=V₂'I₂'→a×V₂×I₂'=V₂I₂→I₂'=I₂/a（電流は1/a倍）
Z'=V₂'/I₂'=(aV₂)/(I₂/a)=a²×(V₂/I₂)=a²Z（インピーダンスはa²倍）
【正答(4)の確認】
選択肢(4)：a, 1/a, a², a², a²→V換算a倍・I換算1/a倍・r換算a²倍・x換算a²倍・ZL換算a²倍→完全一致。
【学習ポイント】
簡易等価回路：励磁回路を一次端子に移す→計算簡略化。精密等価回路でも換算係数は同じ。
【電気機器（変圧器）等価回路換算の深層解析と電験三種合格戦略】（令和6年度下期 問8）
【核心論点と正答根拠】
換算係数：V→a, I→1/a, Z(r,x,ZL)→a²。選択肢(4)がこれに完全一致。
【三相変圧器への展開】
Δ-Y変圧器：一次Δ電圧=線間電圧VL1、二次Y電圧=相電圧=VL2/√3。
等価変圧比：a_eq=VL1/(VL2/√3)=√3×VL1/VL2（相電圧比と線間電圧比は√3倍異なる）。
三相変圧器の換算は相換算を基本とし、√3係数に注意。
【多巻線変圧器・タップ付変圧器】
三巻線変圧器：一次・二次・三次のすべてを一次基準に換算→星形等価回路（漏れZ3個）。
タップ付変圧器：タップ位置でa変化→規約変圧比から外れたタップ使用時の循環電流計算。
負荷時タップ切換変圧器（LTC）：系統電圧調整に使用。逆流防止のための鎧装コンデンサ理論。
【コンピュータシミュレーション（per unit法）】
per unit（p.u.）法：基準容量・基準電圧を設定→全機器をp.u.値に統一→巻数比消去。
電験二種・一種の系統解析ではp.u.法が必須。a²換算の理解がp.u.変換の基礎。
本問は電気技術者試験センター公表の過去問題を出典明記の上で引用しています（公式FAQで教育目的の許諾不要・使用料不要を明示容認・GREEN判定）。 根拠・出典：出典：令和6年度下期 第三種電気主任技術者試験 機械（一般財団法人 電気技術者試験センター） 各根拠条文・規定は「e-Gov法令検索」（https://elaws.e-gov.go.jp/）で原文を確認できます。令和8年度（2026年度）試験基準日時点で施行されている法令・基準の数値を反映（数値確認日 2026-06-14）。
本問・解説は試験対策のための学習コンテンツです。法令・基準は改正されることがあるため、最新の内容は一般財団法人 電気技術者試験センター・経済産業省の公式情報をご確認ください。本サイトは電気技術者試験センターと一切関係ありません。
執筆・監修：Zawa Lab（合格ナビ運営者情報） ／ 電気事業法・電気工事士法・電気用品安全法・電気設備技術基準・内線規程の根拠条文に基づき段差性のあるAI解説（初心者・標準・上級）を作成しています。