電験三種 理論 問79：直流回路

電験三種「理論」の「直流回路」に関する問題です。正答は(3)です。

本問の論点：設問の条件（図のような直流回路において，抵抗3 の端子間の電圧が1.8 V であった。こ の...）に対し，V=IR [V]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」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。

【直流回路の解法と要点】

【基本公式・定義】

V=IR [V]，P=VI=I²R=V²/R [W]，ΣI=0（KCL），ΣV=0（KVL），テブナン定理

【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」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」の「図のような直流回路において，抵抗3 の端子間の電圧が1.8 V であった。こ のとき，電源電圧E[V...」を問います。正答(3)。

【直流回路の理論的背景（電験三種レベル）】

V=IR [V]，P=VI=I²R=V²/R [W]，ΣI=0（KCL），ΣV=0（KVL），テブナン定理

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」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」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」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。

【直流回路の発展的内容（電験二種レベル）】

①節点解析（ノード法）：n節点回路をYV=I（アドミタンス行列×電圧ベクトル=電流ベクトル）で表し，行列演算で解く。

②メッシュ解析（ループ法）：m独立ループをZI=V（インピーダンス行列×電流ベクトル=起電力ベクトル）で解く。

③重ね合わせの理：複数電源の場合，各電源を個別に残し（他は短絡/開放）て求めた電流・電圧を加算。

④テブナン・ノートン等価変換：任意の線形2端子回路を一つの電圧源+直列抵抗（またはその双対）に変換。

【実務での直流回路知識の応用】

・変電所直流電源設備（蓄電池+整流器）：常時フロート充電，停電時の自立運転設計

・制御・保護回路の設計：操作用直流（DC110V系）のリレー回路，インターロック回路

・電気鉄道の直流き電：DC1500V（地下鉄），DC750V（路面電車）のき電回路解析

・電解・電気分解設備：電流密度・槽電圧・エネルギー効率の計算（ファラデーの電気分解の法則）

・接地抵抗測定（3電極法）：テブナン等価回路として接地システムを解析

直流回路の基礎は電力変換（整流器，インバータ，チョッパ）の設計・保守の土台です。