第二種電工 検査・法令 問16：検査・法令

電気回路で電圧・電流・電力を同時に測定する回路の計器接続ルールがある。電圧計：負荷と並列に接続（高インピーダンスで電流をほとんど流さない）。電流計：負荷と直列に接続（低インピーダンスで電流を通す）。電力計：電圧コイル（負荷と並列）と電流コイル（負荷と直列）の両方を持つ機器。選択肢エは「a=電圧計・b=電流計・c=電力計」で、電圧計が並列・電流計が直列・電力計が両方の接続で全て正しい。正答は（エ）。

交流回路で電圧（V）・電流（A）・電力（W）を同時測定する回路の計器配置を問う問題。各計器の接続方法は以下の通り。電圧計（V）：負荷と並列に接続する。内部抵抗が非常に高く（理想的には無限大）、ほとんど電流を消費しない。回路を流れる電流に影響を与えずに電圧を計測する。電流計（A）：負荷と直列に接続する。内部抵抗が非常に低く（理想的にはゼロ）、回路に接続しても電圧降下が無視できる。電力計（W）：電圧コイルが負荷と並列・電流コイルが負荷と直列に接続される二重接続計器。P=VI×cosθを直接計測する。図の回路でaが電源側（電圧計で並列）・bが直列（電流計）・cが電力計というエの構成が正しい。正答は（エ）。

本問は交流回路の三計器法（電圧計・電流計・電力計）の接続方法を問う問題。電力計の特殊な双重接続を理解していることが重要。

【各計器の原理と接続規則】

電圧計（voltmeter）：可動コイル型・電磁型・整流型などの種類があり、被測定箇所と並列に接続する。内部抵抗が大きいため、接続しても元の回路電流に影響を与えない（並列接続で高インピーダンス）。誤って直列に接続すると回路を遮断する。

電流計（ammeter）：可動コイル型・電磁型などがあり、回路と直列に接続する。内部抵抗が非常に小さいため電圧降下がほぼ0。誤って並列に接続すると短絡電流が流れて計器が破損する。交流大電流の測定では変流器（CT）と組み合わせて使う。

電力計（wattmeter）：電流コイルと電圧コイルの2要素を持つ。電流コイル（固定コイル）を負荷と直列に・電圧コイル（可動コイル）を負荷と並列に接続して、両コイルの相互作用により P=VI cosθ（有効電力）を直接計測する。誘導型・熱電型・デジタル型などがある。

【選択肢の分析】

設問の図ではa・b・cの3か所に計器が接続される回路。正しい接続は、aが電源と並列（電圧計）・bが直列（電流計）・cが電力計。

• ア（a=電流計）：電流計を並列に接続する配置で不適切（誤接続）
• イ（a=電力計）：電力計の接続方法を誤解した選択肢
• ウ（a=電圧計）：a=電圧計は正しいが他のb・cの組合せが誤りの可能性
• エ（a=電圧計・b=電流計・c=電力計）：全て正しい配置→正答

【実務での測定上の注意】

電流計を誤って並列接続すると計器の過電流破損だけでなく短絡事故の原因になる。電力計の電流コイルの±端子（「発生」マーク）は電源側に向ける（極性間違いで指針が逆に振れる）。三相3線式の電力測定は2電力計法（電力計2台）を使う。デジタルクランプメータでも電力測定が可能な機種があり（電流と電圧・位相を同時測定）、現場での電力計測に広く使われている。正答は（エ）。