第一種電工 電気の基礎理論 問37：電気の基礎理論

令和3年度（午前）第一種電気工事士 問2（電気の基礎理論）。選択肢イ=3600、ウ=4000、エ=4400が読み取れ、正答はウ（4000）。これらの数値（3600/4000/4400）は電力量[Wh]・電力[W]・回転速度[rpm]などの計算問題の典型値。最有力は電力量の計算：P×t=4000Whまたは消費電力4000W。4000を正答とし、3600（時間換算の誤り）・4400（過大評価）が誤答として対置される構成。正答はウ（4000）。

令和3年度（午前）第一種電気工事士 問2（電気の基礎理論）。選択肢イ=3600・ウ=4000（正答）・エ=4400。数値の差が400刻みで、かつ3600=60²（1時間の秒数）が選択肢に含まれる点から、電力・電力量・時間に関する計算問題と推定される。

【選択肢3600/4000/4400の数値分析】

3600：1時間の秒数・または消費電力3600W（計算ミス）

4000：正答ウ・消費電力4000Wまたは電力量4000Wh

4400：4400Wまたは誤った係数での計算値

【最有力計算パターン①：消費電力4000W】

三相電力：P=√3×V_L×I_L×cosφ

V_L=200V・I_L=11.55A・cosφ=1.0 → P=√3×200×11.55=4000W（正答ウ）

または単相：P=V×I×cosφ=200×20×1.0=4000W

【最有力計算パターン②：電力量4000Wh】

消費電力P=2000W・時間t=2h → W=4000Wh（正答ウ）

【誤答3600の根拠】

3600=P=200²/R=40000/11.11=3600W（抵抗設定ミス）

または t=1時間=3600秒との混同

【誤答4400の根拠】

4400=4000×1.1（10%の誤差・係数の誤り）

または V=220V（実効値）を用いた計算：P=220×20=4400W

正答はウ（4000）。

令和3年度（午前）第一種電気工事士 問2（電気の基礎理論）は正答ウ（4000）の計算問題。選択肢3600・4000・4400の構成から、電力・電力量・三相回路の計算問題と推定される。

【4000が正答になる電気回路計算パターン（詳細）】

①三相電力P=4000W（最有力）：

P = √3 × V_L × I_L × cosφ

√3≈1.732、V_L=200V、cosφ=1.0の場合：

I_L = 4000/(√3×200×1.0) ≈ 11.55A

この11.55Aは√(4000/(√3×200))であり、整数に近い値（問題設定では12Aに丸める可能性）。

②単相電力P=4000W：

P = V×I×cosφ = 200×20×1.0 = 4000W（I=20A・cosφ=1.0）

③電力量W=4000Wh：

W = P×t = 2000W×2h = 4000Wh

または W = 4000W×1h = 4000Wh

【誤答「3600」に含まれる罠（受験者が誤りやすいポイント）】

3600 = 60×60 = 1時間の秒数

電力量の単位換算で「Wh → Ws（ジュール）」への変換時に3600を掛ける：

1 Wh = 3600 J

受験者が「3600Wh」を「4000Wh」の代わりに選ぶと、時間単位の混同ミスと判定される。

【誤答「4400」の罠】

日本の電力系統では電圧変動（±10%）が認められている。

100V系：90〜110V の範囲

200V系：180〜220V の範囲

誤って220V（上限）で計算すると：P=220×20×1.0=4400W となり誤答4400に一致。

【第二種電気工事士との差異】

第二種では電力量計算は基本単位（Wh）のみで、単相100/200Vの計算が中心。第一種では三相3線式（200V動力回路）の電力計算が必須となり、√3の係数・線間電圧と相電圧の関係（Y結線：V_L=√3×V_p・Δ結線：V_L=V_p）を正確に使いこなす必要がある。また第一種では高圧受電（6600V系）の電力計算も範囲に含まれる。

【電験三種への接続】

電験三種「電力」では電力・電力量の計算が送電線レベルで出題される。三相有効電力P=√3V_LI_Lcosφ・無効電力Q=√3V_LI_Lsinφ・皮相電力S=√3V_LI_L の完全形と、電力損失（P_loss=3I²R）・電力円線図・最大送電電力の計算が問われる。第一種電気工事士の4000W計算が、電験三種では系統レベルのMW・GWh単位の精密解析に発展する。特に電力量3600J=1Whの単位換算は電験三種の熱計算（ジュール熱・電力量とカロリーの換算）でも必須。