電験三種
法令の確認日 2026年9月13日e-Govと照合済み

電験三種 令和7年度下期 機械 問9|電気機器(変圧器)

問題

電験三種 | 機械 | 令和8年度(2026年度)試験対応・数値確認日 2026-10-29

単相変圧器の一次側に電流計,電圧計及び電力計を接続して,短絡試験を行う。二次側を短絡し,一次側に定格周波数の電圧を供給し,電流計が 30 A を示すように一次側の電圧を調整したところ,電圧計は 150 V,電力計は 1 350 W を示した。この変圧器の一次側からみた漏れリアクタンスの値[Ω]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,変圧器の励磁回路のインピーダンスは無視し,電流計,電圧計及び電力計は理想的な計器であるものとする。

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正解は 3
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解説

電験三種「機械」の「電気機器(変圧器)」からの出題(令和7年度下期 問9)。正答は(3)です。

短絡試験では、励磁回路を無視すると、一次側から見た変圧器は「巻線抵抗 R と漏れリアクタンス X の直列回路」になります。

インピーダンスは Z=150÷30=5.00 Ω、電力計の値は抵抗だけで消費されるので R=1 350÷30²=1.50 Ω です。

X=√(Z²-R²)=√(25-2.25)=√22.75≒4.77 Ω となり、正答は(3)です。

【短絡試験の等価回路】

二次側を短絡し、励磁回路を無視すると、一次側から見た回路は一次換算の巻線抵抗 R と漏れリアクタンス X の直列回路になります。電圧計・電流計・電力計の読みから、次のように R と X が求まります。

【本問の計算】

① インピーダンス:Z=V/I=150/30=5.00 Ω

② 抵抗:電力計が示すのは有効電力で、抵抗でしか消費されないので

 R=P/I²=1 350/30²=1 350/900=1.50 Ω

③ 漏れリアクタンス:Z²=R²+X² より

 X=√(5.00²-1.50²)=√(25-2.25)=√22.75≒4.77 Ω → 正答(3)

【誤りの選択肢】

・(1)1.50:抵抗 R の値。

・(4)5.00:インピーダンス Z の値。

・(2)3.50:Z-R=5.00-1.50 と、ベクトルではなく単純に引いた値。

・(5)5.22:√(Z²+R²)=√27.25 と、引くべきところを足した値。

【短絡試験で R と X が分けられる理由】

短絡試験では、定格電流程度の電流を流すのに必要な電圧が定格電圧に比べてかなり低く、鉄心の磁束も小さくなります。このため鉄損は小さく、励磁回路を無視してよいと考えられます(本問ではただし書でそう指定されています)。すると回路は R と X の直列だけになり、

・電力計:P=I²R(リアクタンスは有効電力を消費しない)

・電圧計/電流計:Z=√(R²+X²)

の2式から R と X を分離できます。

【力率から求める方法】

短絡試験時の力率は cosφ=P/(VI)=1 350/(150×30)=1 350/4 500=0.30 です。

sinφ=√(1-0.30²)=√0.91≒0.954 なので、X=Z sinφ=5.00×0.954≒4.77 Ω、R=Z cosφ=5.00×0.30=1.50 Ω となり、同じ結果が得られます。インピーダンス三角形(Z を斜辺、R と X を2辺とする直角三角形)で考えると、Z-R や Z+R のような計算が誤りであることが図からすぐに分かります。

【誤答の作り方】

選択肢は、途中の値(R=1.50,Z=5.00)と、三角形の扱いを誤った値(Z-R=3.50,√(Z²+R²)=5.22)で作られています。X は直角三角形の1辺なので必ず斜辺 Z(5.00)より小さく、Z²-R² の √ で求める必要があります。この2点を確かめれば、5.00 や 5.22 を選ぶことはなく、Z-R の 3.50 とも区別できます。

【一次側から見た値であることの意味】

電圧計・電流計・電力計を一次側につないでいるので、求めた R と X は二次側の巻線の分も一次側に換算して合わせた値です。二次側から見た値が必要なときは、巻数比 a を使って 1/a² 倍します。

【関連する出題】

変圧器の短絡試験からは、本問の R・X のほか、百分率インピーダンス降下(定格電流を流したときの電圧の定格電圧に対する割合)や、全負荷銅損を求めて効率・電圧変動率を計算する問題が出題されます。「電力計は抵抗分、電圧と電流の比はインピーダンス」という対応を押さえておけば、どの問われ方にも応用できます。

この問題の根拠出典:令和7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)
訂正の記録この問題の訂正はありません(サイト全体の記録)
出典と作り方

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。同センターは公式サイトの「よくあるご質問」で、教育目的など試験制度の意義に反しない限り、公表された過去問題を問題集やテキストに使用する際の許諾および使用料は不要としています。 根拠・出典:出典:令和7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 2026-10-29)。

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:合格ナビ運営事務局(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、段差のある3段階の解説(初心者・標準・上級)を作成しています。

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