第二種電気工事士 学科試験の「電気に関する基礎理論」の攻略法。オームの法則（V=IR）・キルヒホッフの法則・直流回路の合成抵抗・交流回路の実効値と力率・三相交流の電力公式（P=√3VIcosθ）・電気と磁気の基本を、例題つきで整理します。計算が苦手な方向けに、押さえておきたい公式と学習の順序を解説します。
目次
結論：第二種電気工事士の学科試験の科目の1つ「電気に関する基礎理論」は計算が中心で、苦手に感じる方が多い分野です。ただし、オームの法則（V=IR）、合成抵抗、P=VIcosθ、P=√3VIcosθ、力率cosθ といった基本の公式を使いこなせるようになれば、多くの問題に対応できます。本記事では各論点の公式と典型的な例題を整理します。
電気の基礎理論は、第二種電気工事士 学科試験の科目の1つです（出典：電気技術者試験センター 第二種電気工事士の試験概要）。本記事では、直流回路・交流回路・電力・三相交流・電気と磁気の5つの論点に分けて解説します。
計算問題が中心のため、電気未経験の方は苦手意識を持ちやすい分野です。公式を暗記するだけでなく、図を描いて式を立てる練習を重ねるのが近道です。
1. 出題範囲の全体像
電気の基礎理論は、次の5つの論点で整理できます。
| 論点 | 主な内容 |
|---|---|
| 直流回路 | オームの法則・合成抵抗・キルヒホッフの法則 |
| 交流回路 | 実効値・位相差・インピーダンス・力率 |
| 電力・電力量 | P=VI・P=VIcosθ |
| 三相交流 | P=√3VIcosθ・Y結線とΔ結線 |
| 電気と磁気 | 電磁誘導・コンデンサ |
2. オームの法則（V=IR）の徹底攻略
2.1 基本公式
オームの法則は基礎理論の最重要公式です。
V（電圧）= I（電流）× R（抵抗）
応用形：
- I = V/R（電流を求める）
- R = V/I（抵抗を求める）
2.2 典型問題パターン
例題1: 抵抗20Ωに電圧100Vが加わったときの電流は？
→ I = V/R = 100/20 = 5A
例題2: 抵抗の両端の電圧が50V、流れる電流が2.5Aのとき、抵抗の値は？
→ R = V/I = 50/2.5 = 20Ω
オームの法則は、ほかのすべての計算の土台になります。
3. 直流回路の合成抵抗計算
3.1 直列接続
抵抗R1とR2を直列接続したときの合成抵抗R：
R = R1 + R2
3.2 並列接続
抵抗R1とR2を並列接続したときの合成抵抗R：
1/R = 1/R1 + 1/R2
つまり R = (R1 × R2) / (R1 + R2)
3.3 典型問題パターン
例題3: 10Ωと20Ωの抵抗を直列接続したときの合成抵抗は？
→ R = 10 + 20 = 30Ω
例題4: 10Ωと20Ωの抵抗を並列接続したときの合成抵抗は？
→ R = (10×20)/(10+20) = 200/30 ≒ 6.67Ω
例題5: 同じ抵抗値Rの抵抗2本を並列接続したときの合成抵抗は？
→ R/2（並列同抵抗値は半分になる）
直列と並列を組み合わせた回路は直列と並列を組み合わせた合成抵抗の問題で練習できます。
4. キルヒホッフの法則
4.1 第1法則（電流則）
回路の任意の節点に流入する電流の和は、流出する電流の和に等しい。
4.2 第2法則（電圧則）
閉回路における起電力の和は、その回路内の電圧降下の和に等しい。
4.3 出題頻度
キルヒホッフの法則は、「枝路電流の計算」「分流回路の電流配分」など、回路の電流・電圧を求める問題の考え方として使います。
5. 交流回路の基礎
5.1 実効値と最大値
交流の実効値Veは最大値Vmの1/√2倍：
Ve = Vm / √2 ≒ 0.707 × Vm
家庭用100V電源の最大値は約141Vです。
5.2 位相差（θ）
抵抗R・コイルL・コンデンサCで電流と電圧の位相差が異なります：
- 抵抗：位相差なし（同相）
- コイル：電流が90°遅れる
- コンデンサ：電流が90°進む
5.3 インピーダンス（Z）
交流回路の合成抵抗に相当する量：
Z = √(R² + X²)（X=リアクタンス）
6. 力率（cosθ）の徹底攻略
6.1 基本概念
力率は交流回路で実際に仕事をするエネルギーの割合：
cosθ = 有効電力 / 皮相電力 = P / S
- 力率100%（cosθ=1）：理想（純抵抗負荷）
- 力率0.8前後：誘導電動機・蛍光灯安定器など（蛍光灯の点灯方式と安定器の役割はグロースタータとは？蛍光灯の点灯方式の違い）
- 力率改善コンデンサで力率を1に近づける
6.2 電力の関係式
- 有効電力 P = VI cosθ [W]
- 皮相電力 S = VI [VA]
- 無効電力 Q = VI sinθ [var]
- 関係：S² = P² + Q²
6.3 典型問題パターン
例題6: 単相100V、電流10A、力率0.8の負荷の有効電力は？
→ P = VI cosθ = 100 × 10 × 0.8 = 800W
単相の有効電力は電圧・電流・力率から有効電力を求める問題で練習できます。
7. 三相交流の徹底攻略
7.1 三相交流の有効電力（最重要公式）
三相交流の有効電力P：
P = √3 × V × I × cosθ [W]
V=線間電圧、I=線電流、cosθ=力率。
7.2 Y結線とΔ結線
#### Y結線（スター結線）
- 線間電圧 V線間 = √3 × V相電圧
- 線電流 I線 = I相電流
#### Δ結線（デルタ結線）
- 線間電圧 V線間 = V相電圧
- 線電流 I線 = √3 × I相電流
7.3 典型問題パターン
例題7: 三相200V、線電流20A、力率0.8の電動機の有効電力は？
→ P = √3 × 200 × 20 × 0.8 = 1.732 × 200 × 20 × 0.8 ≒ 5,542W（5.5kW）
三相交流の電力計算は、電動機の電流や容量を求める計算のもとになります。三相交流負荷の有効電力を求める問題で練習できます。
8. 電気と磁気の基礎
8.1 電磁誘導
コイル内を貫く磁束が変化すると、コイルに起電力が発生（ファラデーの法則）。
変圧器・誘導電動機の動作原理の基礎です。
8.2 コンデンサ
電荷を蓄える素子。容量C [F]・電圧V [V]に対して蓄えられる電荷Q：
Q = CV
エネルギー：W = (1/2)CV²
8.3 出題頻度
電気と磁気は、基本概念（電磁誘導・コンデンサ）を押さえておくと十分に対応できる論点です。
9. 学習の進め方：苦手な人向け
9.1 押さえておきたい5つの公式
1. V = IR（オームの法則）
2. R直列 = R1+R2 / R並列 = R1×R2/(R1+R2)（合成抵抗）
3. P = VI cosθ（単相有効電力）
4. P = √3VI cosθ（三相有効電力）
5. cosθ = P/S（力率）
9.2 学習順序の例
1. オームの法則と合成抵抗（直流回路）
2. 三相交流の電力公式
3. 力率・交流の基礎
4. 電気と磁気
学習時間の配分は、電気技術者試験センターが公表していません。受験日から逆算し、計算に慣れるまでは基礎理論に多めに時間を割くとよいでしょう。
10. 問題演習で公式の使い方を身につける
試験センター非提携：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。本サイトの問題は、電気技術者試験センターが公表した過去の試験問題（各問に出典を明記）と、出題範囲を参照した合格ナビの自作問題で構成しています。
本サイトでは電気の基礎理論の問題を分野別に解くことができ、各問に3段階の解説（初級・標準・上級）が付いています。計算過程を一歩ずつ追える解説で、公式の使い方を確認できます。
電気の基礎理論 分野別問題集を見る ／ 演習モードで実力チェック
11. まとめ
- 基礎理論は計算が中心で、苦手に感じる方が多い分野
- オームの法則・合成抵抗・電力の公式が土台になる
- 三相交流はP=√3VIcosθと、Y結線・Δ結線の電圧・電流の関係をセットで覚える
- 公式の暗記だけでなく、図を描いて式を立てる練習が近道
- 問題演習で、公式の使い方を確認する
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よくある質問
Q電気の基礎理論は、どのような科目ですか？
電気技術者試験センターの試験概要では、第二種電気工事士の学科試験の科目の1つとして「電気に関する基礎理論」が示されています。本記事では、直流回路・交流回路・電力・三相交流・電気と磁気に分けて、公式と例題を整理しています。出典：電気技術者試験センター 第二種電気工事士の試験概要。
Q三相交流の電力公式はどう覚えればよいですか？
三相交流の有効電力は P=√3×V×I×cosθ（Vは線間電圧、Iは線電流、cosθは力率）です。Y結線は線間電圧が相電圧の√3倍、Δ結線は線電流が相電流の√3倍になる、という違いとセットで押さえると、電動機の容量や電流を求める計算に応用できます。
Q力率（cosθ）の意味がわかりません。
力率は「有効電力÷皮相電力」で表され、交流回路で実際に仕事をするエネルギーの割合を示します。力率100%（cosθ=1）は純抵抗負荷の場合で、誘導電動機や蛍光灯の安定器などは力率が1より小さくなります。力率を改善する目的でコンデンサを設置することがあります。
Q計算が苦手な場合は、どう勉強すればよいですか？
基礎理論の計算は、オームの法則・合成抵抗・電力の公式という基本を組み合わせたものが中心です。まず本記事の例題で公式の使い方を確認し、公式を忘れたときに、単位（V・A・Ω・W）から式を思い出す習慣をつけると、ケアレスミスを減らせます。本サイトの基礎理論の問題80問を解いて、解説で計算過程を追う使い方もできます（2026-10-02 時点）。
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