電験三種 理論 問63：直流回路（抵抗温度特性）

電験三種「理論」の「直流回路（抵抗温度特性）」に関する問題です。正答は(3)です。

本問の論点：設問の条件（図の回路において，スイッチS を閉じ，直流電源から金属製の抵抗に電流を 流したと...）に対し，R(T)=R₀[1+α(T-T₀)] [Ω]などの基本公式を適切に適用します。

正答(3)が正しい根拠：設問の条件を整理し，適切な公式・定理を選択して計算または判定することで，(3)が唯一の正しい答えとなります。

電験三種は各科目60点以上（科目合格制・3年以内に4科目合格）で免状取得。「直流回路（抵抗温度特性）」は理論科目の重要論点として出題頻度が高く，基本公式の理解と適用が合否を分けます。

【直流回路（抵抗温度特性）の解法と要点】

【基本公式・定義】

R(T)=R₀[1+α(T-T₀)] [Ω]，金属は正の温度係数(PTC)，NTC：R=A×exp(B/T)

【解法プロセス】

①問題文の条件（与えられた数値，回路構成，物理状況）を整理する

②適用する公式・定理を選択する（直流回路（抵抗温度特性）の基本公式）

③数値を代入して計算する（SI単位系で統一）

④答えの桁数・物理的妥当性を確認する

⑤選択肢の中から正答(3)を選ぶ

【正答(3)の根拠と誤り選択肢の分析】

正答(3)は，本問の条件に公式を正しく適用した結果です。

誤り選択肢は，公式の適用誤り（係数間違い，符号誤り，単位換算ミス）または条件の読み違いによるものです。各選択肢を代入して条件を満たすか検証する逆算法も有効です。

【直流回路（抵抗温度特性）の出題傾向】

電験三種「理論」A問題（14問×5点）において「直流回路（抵抗温度特性）」は頻出論点です。類似パターンの過去問を解いて解法の定石を身につけることが効率的な学習法です。

【直流回路（抵抗温度特性）の深層解析と電験三種→電験二種の接続】

【核心論点】

本問は「直流回路（抵抗温度特性）」の「図の回路において，スイッチS を閉じ，直流電源から金属製の抵抗に電流を 流したとき，発熱により抵抗の...」を問います。正答(3)。

【直流回路（抵抗温度特性）の理論的背景（電験三種レベル）】

R(T)=R₀[1+α(T-T₀)] [Ω]，金属は正の温度係数(PTC)，NTC：R=A×exp(B/T)

公式の導出過程を理解することで，変形問題・応用問題にも対応できます。

特に「なぜその公式が成立するか」を物理法則（ファラデーの法則，アンペールの法則，キルヒホッフの法則など）から理解することが電験二種合格への近道です。

【CBT対応・2024年以降の電験三種の変化】

CBT（Computer Based Testing）方式導入で年複数回受験が可能になりました（上期・下期＋CBT随時受験）。「直流回路（抵抗温度特性）」の問題は計算問題（A問題5点×14問，B問題各(a)(b)5点×4問）として出題されます。本問のような直流回路（抵抗温度特性）の計算問題は，解法の定石を繰り返し練習することで確実に得点できます。

【電験二種・電験一種・実務への接続】

電験三種→電験二種（二次試験あり・170kV未満設備の保安監督）→電験一種（電圧制限なし・最大規模設備）。

電験二種「理論」では，直流回路（抵抗温度特性）の論点をより深く（ラプラス変換，複素数解析，行列法，偏微分方程式）で扱います。実務では電気主任技術者として「直流回路（抵抗温度特性）」の知識を活用した定期点検・保安規程策定・設備更新計画・事故原因分析が求められます。正答(3)の論点「直流回路（抵抗温度特性）」を深く理解することで，電験二種の応用問題にも対応できる実力が身につきます。

【抵抗温度特性の発展的内容（電験二種レベル）】

①金属（PTC：正温度係数）：R(T)=R₀[1+α(T-T₀)]。αは約0.003〜0.006 /℃（銅：0.00393，白金：0.00385）

②半導体（NTC：負温度係数）：R=A×exp(B/T)（Tは絶対温度），サーミスタに利用

③温度依存性の機器設計への影響：銅導体の抵抗（75℃時は20℃時の1.21倍），変圧器銅損の温度補正

④白金測温抵抗体（Pt100）：高精度温度測定，R=100×(1+3.9083×10⁻³T-5.775×10⁻⁷T²)

【実務での抵抗温度特性の応用】

・変圧器の銅損補正：負荷損試験結果を75℃基準値に換算（銅損∝(234.5+75)/(234.5+T)）

・電動機巻線温度監視：過負荷時の巻線温度上昇監視（埋込みサーミスタ，熱動継電器）

・電力ケーブルの許容電流：導体温度90℃（XLPE）を超えないための電流制限

・接触抵抗の温度上昇特性：接触不良箇所の発熱→局部過熱→焼損事故の防止（赤外線熱画像診断）

・サーミスタ応用：温度補償回路，過熱保護（モータ，パワー半導体），NTC特性による突入電流抑制

電気主任技術者の保守業務において，赤外線診断（サーモカメラ）による接触不良・過熱箇所の早期発見は，事故防止の重要な手法です。