問題
図のように，単相変圧器の二次側に20Ωの抵抗を接続して，一次側に2000Vの電圧を加えたら一次側に1Aの電流が流れた。この時の単相変圧器の二次電圧V2［V］は。ただし，巻線の抵抗や損失を無視するものとする。
図・写真の中の記号が イ・ロ・ハ・ニ のときは、選択肢の ア・イ・ウ・エ に順に対応します（試験の問題用紙の表記）。
図の出典：出典：令和3年度（午後） 第一種電気工事士 学科試験 問11（一般財団法人 電気技術者試験センター）
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答え合わせ
- ア
- イ
- ウ
- エ
自信の3択
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解説
理想的な変圧器（損失なし）では、一次側に入った電力がそのまま二次側に出てきます。一次側の電力は2000V×1A＝2000Wです。二次側では20Ωの抵抗がこの2000Wを消費するので、電力の式 P＝V²/R を使うと、V2²＝2000×20＝40000、V2＝200Vになります。確かめとして、二次電流は200V÷20Ω＝10Aで、二次側の電力も200V×10A＝2000Wと一致します。正答はエです。
巻線の抵抗や損失を無視するので、「一次側の入力電力＝二次側の出力電力」が成り立ちます。
①一次側の電力：P1＝V1×I1＝2000×1＝2000W（負荷が抵抗だけなので力率は1）
②二次側の電力：P2＝V2²/R＝V2²/20
③P1＝P2より、V2²/20＝2000 → V2²＝40000 → V2＝200V
別解（巻数比）：巻数比をaとすると、二次側の20Ωを一次側から見た抵抗はa²×20Ωです。一次側から見ると2000V÷1A＝2000Ωなので、a²＝100、a＝10。二次電圧はV2＝2000÷10＝200Vで、同じ答えになります。
選択肢の50V・100V・150Vでは、20Ωで消費される電力がそれぞれ125W・500W・1125Wとなり、入力の2000Wと一致しません。正答はエです。
本問は、理想変圧器の基本関係（電圧・電流・インピーダンスの変換）を使いこなせるかを問います。
【理想変圧器の3つの関係】巻数比をa＝N1/N2とすると、
・電圧：V1/V2＝a
・電流：I1/I2＝1/a（電力が保存されるため、電圧が下がれば電流は増える）
・インピーダンス：二次側のZを一次側から見ると a²Z
本問では、一次側から見た負荷が2000V/1A＝2000Ω、実際の負荷が20Ωなので a²＝100、a＝10。したがって V2＝200V、I2＝10A です。電力は一次側2000V×1A、二次側200V×10Aでどちらも2000Wとなり、電力保存が確かめられます。
【解き方の選び方】電力で解く方法は、巻数比を求めずに一度で答えが出るので速く、計算ミスも少なくなります。インピーダンス変換で解く方法は、「二次側の抵抗を一次側に移す」考え方が身につき、等価回路を使う問題（電圧変動率や損失の計算）につながります。両方で同じ答えになることを確かめると確実です。
【実際の変圧器との違い】実際の変圧器には巻線抵抗による銅損、鉄心の鉄損、漏れリアクタンス、励磁電流があります。そのため入力電力の一部が熱となり、二次電圧も負荷電流に応じて少し下がります（電圧変動率）。本問の「巻線の抵抗や損失を無視する」という条件は、これらを除いて理想変圧器として扱うという意味です。
出典と作り方
本問は電気技術者試験センター公表の過去問題を出典明記の上で引用しています。同センターは公式サイトの「よくあるご質問」で、教育目的など試験制度の意義に反しない限り、公表された過去問題を問題集やテキストに使用する際の許諾および使用料は不要としています。 根拠・出典：出典：令和3年度（午後） 第一種電気工事士 学科試験 問11（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 2026-06-14）。
本問・解説は試験対策のための学習コンテンツです。法令・基準は改正されることがあるため、最新の内容は一般財団法人 電気技術者試験センター・経済産業省の公式情報をご確認ください。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。
執筆・監修：合格ナビ運営事務局（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・内線規程の根拠条文に基づき、段差のある3段階の解説（初心者・標準・上級）を作成しています。
