第二種電工 電気の基礎理論 問29：電気の基礎理論
（令和8年度（2026年度）試験対応・数値確認日 2026-06-12）
図のような交流回路において，抵抗8 の 両端の電圧V［V］は。 8 W V [V] 100 V 6 W
- ア43
- イ57
- ウ60
- エ80正答
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直列RL回路で抵抗R=8Ω、リアクタンスX=6Ω、電源電圧100V。直列なので電流は共通。合成インピーダンスZ=√(R²+X²)=√(64+36)=10Ω。電流I=V/Z=100/10=10A。抵抗の両端電圧V_R=I×R=10×8=80V（正答エ）。リアクタンスの両端電圧V_X=I×X=10×6=60V。検算：√(80²+60²)=√10000=100V（電源と一致）。直列回路の電圧分配は「インピーダンス比」で按分するのが基本。
直列RL回路の電圧分配問題。R=8Ω、X=6Ω、電源電圧E=100V。
【インピーダンス計算】 Z=√(R²+X²)=√(64+36)=√100=10Ω
【電流計算】 I=E/Z=100/10=10A
【各素子の電圧】
V_R=I×R=10×8=80V（正答エ）
V_X=I×X=10×6=60V
【電圧三角形の検算】
電源電圧E=√(V_R²+V_X²)=√(6400+3600)=√10000=100V（一致）
【電圧分配の公式】
直列回路：V_R=E×R/Z、V_X=E×X/Z
本問：V_R=100×8/10=80V、V_X=100×6/10=60V
【力率と電力】
cosφ=R/Z=8/10=0.8=80%
P=V_R×I=80×10=800W（有効電力）
Q=V_X×I=60×10=600var（無効電力）
S=E×I=100×10=1000VA（皮相電力）
「8-6-10」型は直列RL回路の典型パターン（3:4:5の倍率）。蛍光灯安定器・電動機・変圧器など実機の力率0.8負荷モデル。
直列RL回路の電圧分配は第二種電気工事士の頻出論点。「3:4:5」型（R:X:Z=8:6:10）は計算しやすい典型パターン。
【基本式の整理】
直列RL回路：
①インピーダンス：Z=√(R²+X²)
②電流：I=E/Z（電圧と電流の位相差φ）
③抵抗両端電圧：V_R=I×R（電流と同位相）
④リアクタンス両端電圧：V_X=I×X（電流から90°進相）
⑤電源電圧：E=√(V_R²+V_X²)（V_RとV_Xのベクトル和）
【本問の詳細計算】
Z=√(8²+6²)=√100=10Ω
I=100/10=10A
V_R=10×8=80V（正答エ）
V_X=10×6=60V
検算：√(80²+60²)=√10000=100V ✓
【ベクトル図の意味】
直列回路では電流Iが基準。これに対し：
- V_R：実軸方向、大きさ80V
- V_X：虚軸方向、大きさ60V
- E：V_R+V_Xのベクトル和、大きさ100V、Iから53.1°進相
位相角φ=arctan(V_X/V_R)=arctan(60/80)=arctan(0.75)≒36.87°
力率cosφ=cos(36.87°)=0.8
【電力の3形態】
①有効電力：P=V_R×I=I²R=E×I×cosφ
=80×10=10²×8=100×10×0.8=800W
②無効電力：Q=V_X×I=I²X=E×I×sinφ
=60×10=10²×6=100×10×0.6=600var
③皮相電力：S=E×I=I²Z=√(P²+Q²)
=100×10=10²×10=√(800²+600²)=1000VA
【「3:4:5」型RL回路の特徴】
R:X:Z=3:4:5（kiso_19等）または8:6:10（本問）の3組数比は計算が綺麗で頻出。
cosφ=3/5=0.6 または 4/5=0.8、sinφ=4/5=0.8 または 3/5=0.6
【RL回路と RC回路の対比】
| 項目 | 直列RL | 直列RC |
|---|---|---|
| リアクタンス | X_L=2πfL | X_C=1/(2πfC) |
| 電流位相 | E より遅相 | E より進相 |
| 力率の性質 | 遅れ力率 | 進み力率 |
| 代表機器 | 電動機・蛍光灯安定器 | 進相コンデンサ |
【類問パターン】
①並列RL回路：電流ベクトルで分配（kiso_09）
②混合直並列：内側から順に合成
③共振回路：X_L=X_Cで打ち消し合い、Z=R（最小）、I最大
④三相RL負荷：相ごとに本問と同じ計算（kiso_14等）
【実務応用】
①蛍光灯安定器：
従来型磁気安定器はRL回路で力率0.5〜0.6。並列コンデンサで0.85以上に改善。Hf蛍光灯・LED照明では電子安定器で力率0.95以上。
②誘導電動機：
固有にRL負荷特性。軽負荷時cosφ=0.5、定格負荷で0.85。インバータ駆動で0.95以上。
③変圧器：
励磁電流が遅れ力率。鉄損（有効分）と励磁無効電流の合成。
④電気事業法料金体系：
力率85%基準、±1%で基本料金±1%変動。高力率割引/低力率割増。
⑤電力品質：
直列リアクトル付き進相コンデンサで高調波抑制。設備の安定運転。
【関連法令・規格】
①JIS C 4034：三相誘導電動機の定格力率
②JIS C 8108：蛍光灯安定器の力率規格（90%以上）
③電気事業法施行規則：契約電力の力率算定
【電験三種への接続】
電験三種「電力管理」では進相コンデンサ容量計算、「機械」では電動機等価回路、複素計算Z=R+jXとフェーザ計算へ発展。第二種で直列RL回路の電圧分配（V_R=E×R/Z）と「3:4:5」型を瞬時運用できることが、上位資格・実務両方への基礎。kiso_06・kiso_19と組合せて、力率関連問題を網羅的に押さえる。
本問は合格ナビが作成したオリジナル問題です（本試験問題の転載ではありません）。 根拠・出典：出典：令和4年度上期（午前） 第二種電気工事士 学科試験 問4（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 2026-06-12）。
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執筆・監修：Zawa Lab（合格ナビ運営者情報） ／ 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・内線規程の出題範囲分析に基づきオリジナル問題と段差性のあるAI解説を作成しています。