平成２４年度の理論の問１の図は、４マイクロファラッドと2マイクロファラッドをたして、６マイクロファラッドになると言うことですか？直列の場合、和分の積で求めると思ったのですが、図は並列のあつかいですか。
この回路では、「電源電圧がゼロVの電源による直列回路」とも、「外部電源が切り離されている並列回路」とも見ることができます。
スイッチを入れた後は、「回路電流が流れ、両コンデンサの極板間電圧が等しくなった時の電圧」を求めるわけですから、これは並列条件（極板間電圧がどちらも等しい）となります。
単にコンデンサの直列や並列の静電容量の公式を暗記するだけで物理的な性質を理解していないと解けない問題なのですが、コンデンサと回路の基本的な物理的性質、つまり
という点を理解していれば解ける問題ということが言えるでしょう。
直流電動機の例題二問目について質問です。問題の後半「界磁電流を半分にして～制御し制御ししなければならないか」の部分がわかりません。負荷と釣り合った状態とはどんな状態ですか？イメージがわきません。また、どういう意味かも分かりません。またどこの負荷のことですか？回答よろしくお願いします。
電動機というのは要するにモーターのことです。モーターは、電気のエネルギを回転のエネルギーに変える機械ですから、電動機の問題で「出力」というと、機械的出力のことを意味します。
電動機が電気エネルギを機械エネルギに変換する原理は、回転巻線に電流を流した時に発生する磁力と、固定巻線に電流を流した時に発生する磁力どうしの間の吸引・反発力です。
回転巻線に発生する逆起電圧×回転巻線に流れる電流が出力（単位はワット）となります。
以上のことから、問題の条件を考えます。
誘導起電力が200V、回転巻線の電流が20Aということは電力は4000Wです。機械的出力も4000Wです。
回転速度が600rpmから1320になり、「負荷はトルクが一定で回転速度に対して機械出力が比例して上昇する」ということは、機械的出力は2.2倍になることを意味しています。
トルクというのは簡単に言えば回転に要する力のことです。例えば、人間が手で何かを回転させるとき、重い物体をグルグル回すのには大きな力が要りますが、軽い物体なら軽く回せます。
同じ力の人であれば、物体が重ければ重いほど回転させる速度は遅くなることが分かりますから、力×回転数が正味の出力になるという感覚は掴めるかなと思います。
ここでは、力（トルク）が一定ということなので、出力は純粋に回転数に比例することになります。
さて、「界磁電流が半分」ということは、固定巻線に電流を流した時に発生する磁力が半分ということですから、回転巻線におけるファラデーの電磁誘導則の磁束Φが半分になることを意味します。
ただし、回転数が2.2倍になっているので、これも電磁誘導則の「コイルが磁束を横切る速度」が2.2倍ということになり、結局界磁磁束が0.5倍×回転数が2.2倍で、誘導起電力は元の1.1倍です。
電動機の機械的トルクは、回転巻線に電流を流した時に発生する磁力と、固定巻線に電流を流した時に発生する磁力どうしの間の電磁力ですから、界磁電流が半分で元と同じトルクを作るためには回転巻線の電流は2倍必要です。
したがって電機子電流は40Aとなり、電機子の直列抵抗の電圧降下が40×0.4＝16V、これと誘導起電力200×1.1を足して236Vが端子電圧、という流れです。
電験3種電力H23年問6に関しての質問です。(4)、(5)の文章の意味が理解できないので詳細を説明して頂いてもよろしいですか。
（４）ですが、地線とはアースされている電線のことです。つまり、横から見ると、上から電力線・アース線・通信線の順番になっているという意味です。
このとき、電力線とアース線の間がコンデンサ、アース線と通信線との間がコンデンサとなりますが、電力線からの静電誘導はアース線によってアースされてしまい、通信線に対する静電誘導を遮蔽する役割を持ちます。
しかし、文章では「電磁誘導」となっているので誤りです。文中、静電誘導と電磁誘導が逆であれば正しい記述です。
（５）ですが、同軸ケーブルは外皮が接地されて中心線がシールドされている構造になっています。したがって、これは電磁誘導にも静電誘導にも強い構造です。
光ファイバはそもそも電流を通さず光しか通していないので、電磁誘導も静電誘導も受けません。
電力編の32ページで、動画の説明で電線は周りが絶縁体に囲まれているから電線はコンデンサーとみなせるとのことでしたが、これは電線と大地が電極で、絶縁体が誘電体とみなすからでしょうか。
その通りです。離れた2点間に導体があり、その間に絶縁体が挟まれている構造になっているものは、全てコンデンサの性質を持ちます。
身近な例は、人間の体とドアノブ（離れた2点間の導体）の間に空気（絶縁体）が挟まれていればコンデンサとなり、そのコンデンサに電荷が溜まることで電位差が発生し、ドアノブに触れた瞬間に放電するのも、人体とドアノブの関係がコンデンサの極板と全く同じだからという事になります。
あと、原理上送電ケーブルの対地静電容量が大きいため、軽負荷時のフェランチ効果による電圧上昇を起こしやすいの部分を詳しく説明いただけないでしょうか。
ケーブルの対地静電容量が大きい場合、それを電源側から見ると、抵抗（送電線路の抵抗成分）とコイル（送電線路の誘導性リアクタンス）とコンデンサ（ケーブルの対地静電容量）が直列に接続されているように見えます。
つまり、これは理論で学んだRLC直列回路そのものです。
例えば、RLC直列回路において、Rが6Ω、Lが+j20Ω、Cが-j12Ω、そして電源電圧が10Vだったとします。
このとき、LCの合成リアクタンスが+j8Ωですから、RLCの合成インピーダンスは√（6^2+8^2）＝10Ωです。
電源電圧が10Vでインピーダンスが10Ωですから、この回路には1Aの電流が流れます。
そして、-j12Ωのリアクタンスを持つコンデンサに1Aの電流が流れるということは、その両端に生じる電圧は12Vとなり、なんと電源電圧を超えてしまうことになります。
これは計算上そうなるだけでなく、本当にそうなります。電源電圧を超えるのは一見矛盾するように思えますが、これも理論で解説しました通り、LC直列部分は互いの性質が打ち消し合うため、このような事が起こりえます。
したがって、送電線路においても末端部分の対地静電容量が大きくなると、これと同じことが起こって送電端よりも電圧が上昇し、そのせいで絶縁破壊などの事故が起こる可能性がありますから注意しなければならない訳です。
掲題の解答ですが、講義回答のイメージが、まったくつきません。プロセスがわかるような、式、図等を教えていただきませんでしょうか？以上、宜しくお願い致します。
まず、Y-Y結線で66kV：22kVで、一相当たりについて考えると、変圧器を一次側から見たインピーダンスが0.018＋j8.73Ω、そして二次側に接続されている短絡線路のインピーダンスが0.10+j0.24Ωであるところまでは宜しいかと思います。
ここで、「一次側から見た0.018＋j8.73Ω」を二次側に移すことで短絡線路のインピーダンスと合計できるようになるため、変圧器の巻数比を用いて変換します。
理論で出てきた通り、インピーダンスは巻数比の2乗で変換されますから、一次側から二次側に移すと1/9になり、変換後の二次側インピーダンスは0.102+j1.21Ωとなります。
ここに相電圧の（22/√3）kVが掛かるため、流れる電流は約10460Aと求まります。
(b)問題ですが、これは「二次側の0.10+j0.24Ωに10460Aの電流が流れるときに発生する電圧」そのものを求めれば良いので、
と求まります。しかし、これは一相当たりについて求めた値ですから、三相電圧の場合はこれに√3を掛けて4710Vが答えとなります。（解答選択肢の1番が引っ掛けになっています）
一相あたりの対地電圧が３８．１１になる理由がわかりません考え方を教えてください。
三相交流の電圧は、線間電圧をもって表します。
理論の「三相交流のY結線」で示されたように、線間電圧66kVの三相交流であれば、その中性点（＝接地点）に対する電圧は√3で割った値になります。
三相一括のリアクタンスから一線あたりのリアクタンスを求めるのになぜ3倍するのですか？
リアクタンスは、コンデンサ（＝ケーブルの対地静電容量）に掛かる電圧を流れる電流で割った値です。
したがって、これは抵抗の並列接続と同様、同じ値のものが2本並列であれば合成リアクタンスは1/2、3本並列であれば1/3になります。
ここでは3本並列の合成リアクタンスが求まっていますから、逆算して1本あたりはその3倍という事になります。
電験3種の電力のH28年度の過去問からで、A問題の問一のDVD解説で発電に使用した水量は、60×60×60×8=とありますが、この式はどっから来るのでしょうか？
問題文を見ますと、
とあります。つまり、１秒間に60㎥の水量を8時間流して運転しているわけですから、
60㎥×60秒×60分×8時間で、発電に使用した総水量を求めています。
電力の前段階の理論の科目で、エネルギの定義の所で
エネルギ１J＝1Wの電力×1秒間
という話をしておりますし、MKS単位系で時間は基本的に秒単位を使うのが正式ですから、秒単位に直しているという事を考えていただければ60×60を掛けていることが推測できるかと思います。
あと、過去問の解説がはしょりすぎてて分かりにくいです。お金払ってるので、その分返していただけますか？
電験3種の試験範囲は幅広いですから、例えば極論すれば足し算や掛け算のレベルから解説してしまうと、時間がいくらあっても足りないことになってしまいますし、大多数の方がそれを望んでいるとも思えません。資格のヒエラルキとしては、電験１種ー電験２種ー電験３種ー第１種電気工事士ー第２種電気工事士という順序ですので、第１種電気工事士ないし第２種電気工事士程度のレベルを想定して内容を考えております。
また、過去問の解説は、一通り講座の内容を理解したうえで実戦的な問題に取り組んだという事を想定しております。なので、一問一問について初歩から解説することはしておりません。むろん、それで分からない部分につきましては質問を投げて頂くことにより回答するというフォロー体制を取っております。
無論、決して安くはないお金を払っていただいておりますから、相応のフォローはしているつもりです。しかし、どんなモノを作ったとしても、百人が百人、万人が万人満足するものを作ることもまたできないのが人間の世の中というものです。御不満という事でしたら返品して頂いて構いませんので、何卒よろしくお願い申し上げます。
理論なのですが オペアンプについてですこの考え方であっているでしょうか
Ⅰ、 入力＋端子が５Ｖ
Ⅱ、なので、入力－端子も５Ｖ
Ⅲ、Ｖinが３Ｖで、入力－端子が5Ｖだから、5-3で２Ｖで20キロオームの抵抗の両端が2Ｖ
四、20キロオームの両端が2Ｖなので10キロオームの両端は半分の1Ｖ
五、なのでVoutは１Ｖ
この考え方でよいのでしょうか 教えてください
平成26年理論問13だと思いますが、その考え方で大丈夫です。
オペアンプは、正常動作をしている場合＋入力端子とー入力端子の電圧が等しくなりますから、これを踏まえて回路の各部分の電圧を決定していくことで入出力の関係を求めることができます。
質問1 接地箇所がエミッタ接地と変わらないのになんでコレクタ接地になるんですか？
トランジスタ増幅回路の接地方式は、交流の目線に立って考えます。
直流目線で考えると、「B～E間はPN接合で、ここに電流を流すと数百倍の電流がC～E間に流れる」というトランジスタ本体の働きはどの接地回路でも変わることはありません。このとき、
ということになります。一見、見た目の回路はどれでも同じように見えても、交流目線（＝コンデンサは短絡して考える）に立つという点がポイントです。
質問2 出力を取り出す部分に接地が近くにありますが接地近くは0Vと考えてもう片方の出力端子との電位差で考えればいいのですか？
そういう事になります。なお、回路中のどこが接地なのかを判断するためには、
が基準として接地されている部分、と考えて頂ければ判断できるかと思います。
確かに、いわゆるA種接地～D種接地のように、強電の世界で物理的に地面に接続されている接地は具体的に良く分かりやすいのですが、トランジスタ回路において接地と言っても物理的にアースされている訳ではないので、この辺が理解しにくい原因の一つとなっているのでしょうね。
質問3 コレクタ接地の出力電圧がなぜ入力と同じにになるのか、講義だけでは分かりませんでしたし、講義もいまいち理解できませんでした。
質問4 講義の説明でもありましたが、出力で電流をたくさん取り出しても変わらないとありましたが、意味が分かりませんでした。
では、回路図で解説します。
最初は、直流バイアスなどを取り除いた原理回路図を示そうと思ったのですが、かえって省略されている前提が多くなり分かりにくくなってしまったので、実際に動作する回路を設計して示しました。
この回路は、電源が10Vでベースには10kΩ2本で分圧した電圧を与えているので、B電圧が5Vになります。B～E間は半導体のPN接合となっているので、トランジスタが動作していれば常にほぼ0.6Vを保ちますから、Eの電圧は4.4Vです。
Eと接地の間には100Ωの抵抗を入れているので、この抵抗に流れる電流は4.4mAです。トランジスタの電流増幅率を1000倍と仮定すると、B～Eに流れる電流は4.4μAです。
厳密に考えると、ベースに接続されている上側の10kΩにはこの電流も重なって流れるので、Bの電位は5Vにはならないのですが、B～Eに流れる電流が小さいのでほぼ無視できると考えて5Vということにします。
さて、このとき、入力の交流電圧が入ったとします。すると、ベース電圧は5Vを中心にして入力電圧の分だけ上下に変化します。
当然、入力電圧が上昇すればB～Eに流れる電流も増加しますが、その増加した電流の1000倍の電流がC～Eに流れ、この電流によって100Ωの両端には電圧増加が起こります。
入力の交流が±1Vの変化をしたとすると、トランジスタのBに掛かる電圧は5V±1V、つまり4～6Vの間で振れます。したがって、このとき、100Ωの両端に発生する電圧は3.4～5.4Vの間で振れることになり、これをコンデンサで直流成分を取り除いて出力すれば、出力電圧は±1Vとなり、入力の電圧変化がそのまま出力の電圧変化となって出てくることが分かります。
さて、ここでもし、出力端子から外部に電流を取り出したとします。例えば10mAの交流電流を出力として取り出したとします。
ここで、B～Eに流れる電流と、その電流を1000倍した電流が一緒に100Ωの抵抗に流れるという点がポイントで、エミッタから10mAを取り出したとしても、B～Eに流れる電流はその1/1001倍、つまり9.9μAに過ぎません。その1000倍の電流をトランジスタが作り出してくれるので、入力の交流信号源から流れ出す電流はそれよりずっと小さくて済むわけです。
以上がコレクタ接地回路の動作で、まとめると
という性質を持つため、電圧は増幅しないけど電流を大きくするという目的で使われています。
トランジスタ増幅回路例の図を使った説明で、直流と交流で働きを別けて説明している部分で、説明を省きすぎてまったく理解できませんでした。
SATは原理をしっかり説明して根本を理解していくというコンセプトなのに電験にはでないからと「なぜ」というところをとばしてイメージで説明してましたが逆にこんがらがりました。
今までも、電験にあまり出ないところの説明は最小限に留めていました。そこはすんなり理解できたのに今回の説明は意味が分かりませんでした。
講義資料で見せましたエミッタ接地増幅回路の回路図例かと思います。では、これも、実際に動作する回路例を挙げて説明します。
まず、電源電圧20Vからベースに9kΩと1kΩで分圧されているため、上の例と同じくB～Eに流れる微小な電流を無視して考えれば、Bの電圧はほぼ2Vになります。
ここからB～E間の0.6Vを引いて、E電圧は1.4Vです。
E～接地間には1.4kΩを入れたので、ここに流れる電流は1mAです。トランジスタの電流増幅率を1000倍と仮定すると、B～Eに流れる電流は1μAなので、9kΩ～1kΩと通して流れる電流2mAに比べて十分小さく無視できることが分かります。
Eに流れる電流が1mA、B～Eに流れる電流が1μAということは、トランジスタのC～Eに流れる電流は0.999mAです。電源とコレクタ間には10kΩの負荷抵抗を入れたので、この両端に発生する電圧は9.999Vとなり、ほぼ10Vと近似してしまいます。
すると、トランジスタのC端子は10Vの電圧ということになります。
さて、ここで入力から±0.1Vの電圧が入力されたとします。+0.1Vのとき、B端子の電圧は2.1Vとなるので、この時のE端子の電圧は0.6を引いて1.5Vです。
E端子が1.5Vとなると、エミッタ抵抗の1.4kΩに流れる電流は約1.071mAに増加します。
この増加した電流のうち、1000/1001はC～Eに流れる電流ですから、C～Eに流れる電流はほぼ1.07mAです。
コレクタに挿入した10kΩにこの電流が流れると、電圧降下は約10.7Vとなり、トランジスタのコレクタ電位は電源電圧からこれを引いて約9.3Vとなります。
以上より、+0.1Vの入力でコレクタ端子の電圧が-0.7V変化することが分かり、増幅度は約-7倍となります。上記の原理から、入力が＋のとき出力はー、入力がーで出力が＋になることもご理解いただけるかと思います。
なお、この原理を踏まえれば、エミッタ接地回路の電圧増幅度はコレクタに挿入した抵抗10kΩによる影響が大きいことも分かるかと思います。
エミッタ接地回路で増幅度を高く取りたいときは、電源電圧を高くしてコレクタ抵抗を大きくすれば良いことになります。
電力 H23-11 の解答ですが、（エ）十分低いが、解答になりますが、どうして、十分低いが解になるのかいまいち理解できません。以上、宜しくお願い致します。
まず直感的に答えますと、もし故障点の地絡抵抗が100Ω、1000Ω、10000Ω…と高ければ高いほど異常度合いは小さく、正常稼働状態と変わらなくなっていきます。ケーブルの短絡故障を検出したいのですから、正常状態と大きくかけ離ればかけ離れるほど強く検出されることになり、そのためには地絡抵抗が低い方が大きな故障、つまり強力に検出されることになります。
理論的に考えます。マーレーループ装置に内蔵されている電源のアース側を見てください。
このアースは、被測定ケーブルに対してどこに接続されるかというと、図中「故障点」と書いてある部分のアースから外皮をたどり、×で示される故障点を経由してケーブルの心線に接続されます。ケーブルの心線は、
という2つの経路を通って電源に戻ります。このとき、
とすると、ブリッジの平衡条件から、
で平衡することになり、これから故障点が見つかります。
しかし、もし故障点の地絡抵抗が大きいと、この地絡抵抗がマーレーループ装置の電源と直列に入ってしまい、マーレーループ装置の平衡点がシャープに出なくなってしまいます。地絡抵抗が限りなく0Ωに近い完全短絡状態であれば、ブリッジ回路に流れる電流も大きくなるため、平衡点がシャープに出て故障点を探りやすくなります。