第一種電工 電気の基礎理論 問35：電気の基礎理論

令和2年度第一種電気工事士 問10（電気の基礎理論）。正答はウ。選択肢エに「回転子は一般に縦軸形が採用される」という文が読み取れ、また選択肢イに「39」、選択肢ウに「225」または「384」という数値がある。問10は三相誘導電動機または同期発電機に関する問題と推定され、正答ウ（225または384）は回転速度・同期速度の計算結果と考えられる。同期速度の計算は第一種電気工事士頻出論点で、Ns=120f/P（f=周波数・P=極数）が基本公式。正答はウ。

令和2年度第一種電気工事士 問10（電気の基礎理論）。OCR部分崩壊だが「回転子は縦軸形採用（選択肢エ）」「225/384（選択肢ウ）」という断片から、回転機械（同期発電機・誘導電動機）に関する問題と推定。正答ウ（225か384）。

【同期速度の計算（Ns = 120f/P）】

f=50Hz・P=極数で同期速度を求める：

• P=4極：Ns=120×50/4=1500 rpm
• P=6極：Ns=120×50/6=1000 rpm
• P=8極：Ns=120×50/8=750 rpm

選択肢の数値「225」「384」から推定：

・225=1500×0.15（すべり率15%時の回転速度差？）

・384=1500×0.256（別の計算パターン）

【同期発電機の縦軸形（選択肢エ・誤答）】

水力発電所では回転子が縦軸形（立軸形）が多く採用されるが、「一般に縦軸形」とは必ずしも言えない。火力・原子力は横軸形（臥軸形）が標準。選択肢エは「回転子は一般に縦軸形」と断言している点が誤り。

【選択肢の構成】

ア：OCR崩壊（「騙記喉呈当導ロー」= 元の数値や記述が読み取れない）

イ：39（計算の一部・誤答）

ウ：225または384（計算結果・正答）

エ：縦軸形採用の記述（概念説明の誤り・誤答）

正答はウ（225または384の計算結果）。

令和2年度第一種電気工事士 問10（電気の基礎理論）は正答ウの問題。OCR断片「回転子は縦軸形採用（選択肢エ）」「225/384（選択肢ウ）」から、回転機械の計算または特性問題と推定される。

【回転機械の基本計算式（第一種電気工事士必須）】

①同期速度 Ns = 120f/P

f=50Hz の場合：

P=2極：Ns=3000rpm、P=4極：1500rpm、P=6極：1000rpm、P=8極：750rpm

f=60Hz の場合：

P=2極：Ns=3600rpm、P=4極：1800rpm、P=6極：1200rpm

②誘導電動機のすべり s = (Ns-N)/Ns

N：実際の回転速度 [rpm]、s：通常0.02〜0.05（2〜5%）

N = Ns(1-s)：負荷時の回転速度

二次銅損 Pc2 = s×P2（P2：二次入力）

③トルクT = 9.55×P/N [N・m]（P：出力[W]・N：回転速度[rpm]）

【数値「225」の計算パターン（推定）】

225 = 15² = 225 → 平方値

225 = 1500×0.15 → Ns=1500rpm時のすべり計算

225V = 電圧計算結果（200V系+電圧降下分補正）

【数値「384」の計算パターン（推定）】

384 = 384W → P=V²/R=120²/37.5=384W の可能性

384 = 192×2 → 何らかの2倍計算

【同期発電機の軸形式（選択肢エの誤りの根拠）】

縦軸形（立軸形）：水力発電所（低速・多極）に適合。回転子が垂直に配置されカサ形タービンと結合。

横軸形（臥軸形）：火力・原子力発電所（高速・2極または4極）に適合。タービン発電機は横軸が標準。

「一般に縦軸形が採用される」は誤り。発電方式によって異なる。日本の発電所全体では横軸形（火力・原子力）の出力合計が圧倒的多数。

【第二種電気工事士との差異】

第二種では三相誘導電動機の接続方法（Y-Δ始動、逆転操作）が中心で、同期速度の計算は基本レベル。第一種では同期発電機の短絡比・電機子反作用、誘導電動機の速度制御（可変周波数制御・極数切替）、三相整流回路（サイリスタ制御）と接続するより広い回転機械論点が出題範囲に含まれる。

【電験三種への接続】

電験三種「機械」では回転機械の詳細理論が全科目の中で最も難関。三相誘導電動機は等価回路（一次側・二次側R+jX・励磁回路）、トルク-速度特性曲線（比例推移、最大トルク・始動トルク）、速度制御（一次電圧制御・周波数制御・二次抵抗制御）が必須。同期機では電機子反作用（横軸・直軸分離）、V曲線（同期調相機の位相特性）、安定度（脱出トルク・内部相差角）が出題される。第一種電気工事士の同期速度・すべり・トルクの基礎計算が、電験三種では複素数等価回路による精密解析に発展する。