第一種電工 電気の基礎理論 問29：電気の基礎理論

令和2年度第一種電気工事士 問2（電気の基礎理論）。選択肢の一部「50」「80」が見える。正答はイ（2番目）。50と80という数値から力率・効率・変圧比等の計算問題が推定される。力率80%（cosφ=0.8）は代表的な値で、第一種電気工事士でも頻出。または変圧器の効率80%・電動機の効率などの問題。正答はイ。

令和2年度第一種電気工事士 問2（電気の基礎理論）。OCR部分崩壊で選択肢「50」「80」が読み取れる。正答はイ（2番目の選択肢）。

【選択肢50・80から推定される論点】

①力率問題（最有力）：

cosφ₁=50%→cosφ₂=80%または cosφ=80%（正答イが80%）

力率改善問題で改善後の値が80%

②変圧器変圧比計算：

一次電圧6600V・二次電圧200V → 変圧比33（50でも80でもない）

③電動機効率：

入力P_in=100kW・損失合計20kW → 効率η=80%（正答イ）

または出力P_out=50kW・効率50%（イが50%）

④三相電力のうちの有効成分：

皮相S=100VA・cosφ=0.8 → P=80VA（正答イが80）

最有力は「η=80%（効率）」または「cosφ=80%（力率）」で、どちらも第一種電気工事士の頻出論点。

令和2年度第一種電気工事士 問2（電気の基礎理論）は正答イ（2番目の選択肢）の計算問題。選択肢の50と80という数値から、変圧器・電動機の効率または力率計算問題と推定される。

【効率と力率の比較（50と80が登場する典型問題）】

①効率80%の計算

電動機入力P_in・出力P_out=P_in×η

η=80%=0.8の場合：P_out=P_in×0.8

→ 100kW入力なら出力80kW（選択肢80、正答イ）

→ 損失20kW（100×0.2）

②力率80%（cosφ=0.8）の計算

有効電力P=S×cosφ=100×0.8=80W（またはkW）

無効電力Q=S×sinφ=100×0.6=60var

③エネルギー変換の観点

入力電力100kW（100%）に対して：

損失20kW（20%）→ 出力80kW（80%）= 効率80%（η=0.8）

【第一種電気工事士の実務：変圧器・電動機の効率管理】

①変圧器効率の計算：

η = P_out/(P_out + W_i + W_c) × 100%

W_i：鉄損（無負荷損）、W_c：銅損（負荷損、電流の二乗に比例）

最高効率条件：W_i = W_c（負荷率：m=√(W_i/W_c)）

②電動機効率の現場管理：

JIS C 4034に規定される三相誘導電動機の標準効率（IE2〜IE4クラス）

IE4（プレミアム超高効率）：全負荷時効率90%超

旧型モータ（IE1相当）を更新すると年間電気代が大幅削減

【第二種との差異と電験三種への接続】

第二種では低圧機器（100/200V）の消費電力計算が中心。第一種では高圧機器（6.6kV変圧器・大型電動機）の効率・損失計算が加わる。電験三種「機械」では変圧器の百分率インピーダンス・短絡インピーダンスと効率の詳細計算、「電力」では系統全体の送電効率と線路損失最小化（最適潮流）が出題される。