DVD46Ｐ型半導体とＮ型半導体の25分頃の説明に関して、Ｐ型半導体とＮ型半導体を接合し、そこに電池を繋いだら、マイナスより電子が流れこみ、Ｎ型領域に電子が供給されて、Ｎ型領域の電子がＰ型の方へ押し出され、Ｐ型のホールと接合部分付近で、カップルが成立する。そして、カップルで成立したものが、電池のプラス極に流れている。と理解しました。

しかし、電池を繋ぐ前の説明では、需要と供給が一致して、不足した穴と余った電子がペアになり、プラスマイナス０となり、消えると説明がありました。なので、接合部分でカップルとなった電子は、消えてなくなるはずで、プラス極に流れないのでは？とも考え、よくわかりません。詳しく、説明をお願い致します。

P型半導体は、電子が不足気味、N型半導体は電子が余剰気味、という性質を持っています。ここでP型半導体に電子を注入すると、電子が不足した孔（ホール）に電子は入り込みますが、それと同時に別の部分から外部に電子が放出されるという動作を行います。

つまり、不足している電子を注入しても常に別の部分から同じだけ流出するので、常に電子不足を維持しています。N型半導体も全く同じで、余っている電子を取り出すと、外部から同じだけ電子が流入し（そもそも、そうしないと回路として電流が流れない）、常に電子余剰を維持します。

さて、外部に回路をつながない状態でPNを接合すると何が起こるかというと、接合面付近で需要と供給が一致し、余剰電子が存在しない、つまり自由に動き回る電子が無いのでそのままでは電流が流れない領域（空乏層）が発生します。

この状態で、外部に回路をつないで、N型領域に電子を流し込み、P型領域から電子を吸い出そうとすると、N型領域から押し出された電子は空乏層に流れ込みます。そしてP型領域に達すると、P型領域内のホールと電子が結合（再結合と呼びます）するのですが、上に書いたような理由で電子が再結合すると同じ分だけ外部に電子が流出するため、P型領域の電子不足は常に維持され、そして回路電流も流れる、という動作になります。つまり、「接合部分でカップルとなった電子は、消えてなくなる」のですが、それと同時に外部に電子が吸い出されるため、P型領域のホールは消滅しない訳です。

機械編　２８章　論理演算とブール代数にて

最後の例題（教材に記載されていない　ＤＶＤ内での問題）

～（ｘ+ｙ+ｚ）の３連の問題において

教官がDVD内で解答を

①の　（ｘ+ｚ)（ｙ+z)  とおっしゃっていましたが何度計算しても　④の（ｘ+ｚ）（ｙ+ｚ）の結果になってしまいます

以下ｚ＝０と定義した際の式です

(X+Y)(X+Y)(X+Y)= (XX+XY+XY+YY)(X+Y)　 →　 XX=X      YY=0

= {X+X(Y+Y)+0}(X+Y)　 　  →    Y+Y=1

= (X+X+0)(X+Y)　　　         →   X+X=X

= (X+0)(X+Y)

=X(X+Y)  =XX+XY                              →　XX=0 =XY

Ｚを代入

（Ｘ+Ｚ）（Ｙ+Ｚ）

☆バーは恥ずかしながら上に付ける技術持ち合わせていないのでアンダーバーで表記してます

計算方法変えても同じで　どうやら負のドツボ（スパイラル）に陥ってしまい自分ではどこが間違い部分がわからなくなってしまいました。（きっとどっかで単純ミスしてると思うのですが・・・）

外部の冷静な視線で見ればすぐにご指摘いただけるのではと・・・

自力救済諦めて質問してしまいました・・・スミマセン・・・

加えて過去問からの引用であれば　出題年度を教えて頂ければ

自分自身でも調べてミス部分を見つけ出したいと思っております

宜しくご指導の程、お願い申し上げます

御質問承りました。返答が遅くなりまことに申し訳ございませんでした。

さて、御質問頂いた件ですが、これは電験3種の平成25年の問18（b）の問題です。

早速問題を確認したところ、御指摘通り正解は（4）です。

恥ずかしながら、講座の中で（4）を（1）と喋ってしまっていたようです…。

ご迷惑をお掛けして誠に申し訳ございませんでした。お詫びの上訂正申し上げます。

理論編のdisk1の 07・テブナンの定理のH25年の問６の説明で60分の10 が3分の5だと言っているのですが意味がわかりません。60分の10は6分の1ではないのですか？3分の5とは何の事を言っているのですが？

ご指摘の通り、この問題は最終的に「60Ωの抵抗に10Vの電圧が掛かり、流れる電流は60分の10アンペア、これを約分すると60分の10→30分の5→6分の1となり、1÷6≒0.17アンペアと求まる」ことになります。

3分の5は単純な言い間違いでして、もちろんこれは30分の5が正しいものとなります。

混乱させご迷惑をお掛けして申し訳ございませんでした。また、ご指摘いただいたことについて深く感謝申し上げます。ありがとうございました。

機械　平成27　問15　(b)　について　に、

“上記(a)と同様に0.2Ωの抵抗を直列に挿入したまま”

“このときの滑りは上記(a)と同じであった”

とあります。

解くプロセス　(1.同期速度を求める　2.トルクを求める　3.トルクは1次電圧の2乗に比例する)に、疑問は無いのですが、問(a)で求めた滑り=0.07を使わずに、0.05で計算するところが判りません・・・　問(a)で求めた0.07で計算すると、回答が(3)となってしまいます。

この問題についてですが、(b)は滑り=0.07で計算いたします。0.07を使うと回答が(3)となるのは、恐らく計算途中の何かが間違っているかと思います。

改めてこの問題について解いてみます。

まず、定格運転時の動作を求めます。

15ｋW、60Hz、6極という事から、同期速度は120f/p=1200rpm

滑りが0.05なので、回転速度は1200×0.95＝1140rpm

これは1分あたりの回転数なので、1秒当たりでは1140÷60＝19回転

2π×19×T＝15000Wより、定格運転時のトルクT=125.65N・m

(a)

滑りは二次回路の抵抗に比例するので、比例推移より

0.5Ω：滑り0.05＝0.7Ω：滑り0.07

したがって0.07＝7％

なお、「定格電圧、定格周波数、定格と同じ負荷トルク」なので、機械的出力は

2×π×（1200×0.93÷60)×125.65＝14.7kW

となります。

(b)

「(a)の状態の負荷トルクが定格運転状態と同じ」で、かつ回転数が(a)と同じですから、「負荷トルクは一時電圧の二乗に比例」の条件だけでトルクが求まることになります。

したがって、125.65N・mに(200/220)^2を掛ければ、103.8という答えが求まります。

電験三種機械編　28論理演算とブール代数の講義を視聴させて頂きましたが、添付の動画での例題問ｂの問題についてですが、動画の２６分頃に、正解は（１）とおっしゃっていますが、Z=0のとき　問題の論理式は、ＸＹとなり、（４）になるような気がしますが、なぜ（１）になるのかが、わかりません。教えて頂きたいと思います。よろしくお願いします。

添付いただきましたデータを確認しましたが、電験3種の平成25年問18の問題ですね。

御指摘の通り、私が言い間違いをしておりまして、もちろん正解は（４）で合っています。ご迷惑をお掛けし申し訳ございませんでした。お詫びの上、訂正いたします。

過去問 機械334ページ 問14の論理式が、X＝A・C ＋ B・Cバー で、A＝1  C＝1  B＝1  C＝0 までは理解できますが、なぜ答えが、(3)  になるのか、長い時間考えてみましたが、理解できません。どの部分を見たら(3)となるのでしょうか？

まず、X＝A・C の項について考えると、A=C=1のときにX=1ですから、図の赤線の部分ではX=1になるはずです。これに合致しているのは（２）（３）であることが分かります。

つぎに、X=B・Cバーの項について考えると、B=1、C=0のときにX=1ですから、図の青線の部分ではX=1になるはずです。これに合致しているのは（３）ということから、正解は（３）であることが求まります。このように、条件に合うチャート部分に縦線を引くことによって、答えを容易に求めることができます。

理論テキストP34の例題で、消費電力の求め方なんですが、P=VIで求めた場合、100×20で2000wとなり、1600wとならないのですが、なぜでしょうか？

この問題ですが、電力P=VIで計算できるというところまでは合っています。回路が直流だったり、交流の回路であっても部品が抵抗だけの場合はその計算で求めることができます。

しかし、問題の回路をよく見ると、抵抗のほかにコイルが入っています。

コイルは、小学校の頃の電磁石の実験で使った電磁石と同じように電線をグルグル巻いた部品ですが、実はこれは電力を消費せず、いったん受け取った交流の電力を電源側に投げ返すという性質を持っています。

このコイルが挿入されている場合、電力は単純にP=VIだけでは計算できません。コイルと抵抗に与えられる電力のうち、コイルによって投げ返される分を引かなければいけない訳です。

このとき、コイルと抵抗に与えられる電力のうち、抵抗で消費される電力の割合を力率といい、この回路のようにコイルと抵抗が直列になっている場合、

• 力率＝（抵抗の値）÷√（抵抗の値の2乗＋コイルの値の2乗）

で計算されます。これを求めると、

• 力率＝４÷√（16+9）＝４÷５＝０．８

となります。これを2000に掛けると、

• 2000×0.8＝1600

となり、正解が求まることになります。

【質問】解法の違いについて

下記のように、①と②でそれぞれ説明されています。一見異なった解法のようですが、これは

①は、電圧降下の値を求めて解法する

電圧降下の式Ｖ＝√３Ｉ（ＣＯＳΘ＋ＳＩＮΘ）を使用

②は、電圧変動率を求めて解法する

電圧変動率の式ε＝ＰＣＯＳΘ＋ｑＳＩＮΘを使用

ということで、解法の違いとの認識でよろしいのでしょうか？

したがって、どちらで解いてもOKでしょうか？

 

①電力テキスト１７の解法***********************

例題にて、上記問題が取り上げられています。この時の解法は、以下の通り。

・線路のインピーダンス

０．４５×２＋ｊ０．２５×２＝０．９＋０．５Ω

・降下電圧

√３Ｉ（０．９×０．８５＋０．５×√１－０．８５²）・・①

・Ｐ＝√３ＶＩＣＯＳΘ　より

Ｉ＝（Ｐ／６．６）×（１／０．８５）×（１／√３）・・②

６．６Ｋ×０．０５＝３３０

よって①に②を代入して

√３×（Ｐ／６．６）×（１／０．８５）×（１／√３）×

（０．９×０．８５＋ｊ０．５×√１－０．８５²）≦３３０

>以上より、Ｐ＝１８００ＫＷ

 

②電力の過去問、Ｈ２６、問７での解法*************

・電圧変動率

ε＝ＰＣＯＳΘ＋ｑＳＩＮΘ

＝（０．９×０．８５＋０．５×√１－０．８５²）＝１．０３

（Ｐ／０．８５）／６６００＝６６００×０．０５

よって、Ｐ＝１８００ＫＷ

御指摘の件ですが、おっしゃる通り、解法の違いであってどちらでも大丈夫です。

理論の問題で、キルヒホッフ・重ね合わせ・テブナンのように複数の解答方法があるのと同じで、複数の解き方がある問題の一例です。

もちろん、複数の解き方いずれも使えるようになっておくことは、より深く理解していることになりますから、どちらも使えるようにして頂ければ幸いです。

冊子名：　猫でも分かる電気数学講座（改訂版）

 

誤植  p.129 上から11行目

乗用対数 ではなく 常用対数 ではないか

回路図 p.131  C の記号は = ではないか（Eの記号の表記と同じになっている）

分配法則 p.140

Ａ+（Ｂ・Ｃ）＝（Ａ+Ｂ）・（Ａ+Ｃ）

成立しないのではないか

＞乗用対数 ではなく 常用対数

御指摘の通り、誤植でございます。

＞回路図 p.131  C の記号は = ではないか

私の手元にテキストの現物が無いため即座に確認が出来ず申し訳ありませんが、御指摘通りで正しいかと思います。

＞分配法則 p.140

＞Ａ+（Ｂ・Ｃ）＝（Ａ+Ｂ）・（Ａ+Ｃ）

＞成立しないのではないか

こちらも現在手元にテキストが無いのですが、御指摘の通り、記号の＋と・は逆ですね。

A・（B+C)＝A・B＋A・C

が正しい式となります。

ご迷惑をお掛けして申し訳ございませんでした。また、わざわざご指摘いただきましたこと、感謝申し上げます。

電験三種法規編p36の二行目でB種接地を行うとありますが講義の中でこれは当たり前と先生がおっしゃっていたのですが、よく分かりません。なぜB種接地なのですか？

B種接地についてですが、簡単に言いますと、これは6600Vの高圧線から、普段我々が使っている100Vのコンセントの電圧に電圧を落とす変圧器の二次側に施される接地です。

接地抵抗は計算で求めるようにと規定されていますが、この計算は要するに、変圧器内で万が一、6600Vの高圧線と二次側の低圧線が接触してしまった場合でも、二次側には150V以上の電圧が発生しないように接地抵抗値を計算するようになっています。（短い時間で自動的に遮断される遮断機がある場合は、300Vや600Vが生じてもいいという規定にはなっていますが、基本的には150Vです）

もしB種接地が施されていない場合、万が一の事故が発生した際にコンセントに6600Vの電圧が掛かってしまう事になり、これはもちろん極めて重大な事故の要因になるはずです。したがって、B種接地は必ず施されていなければならない、という事になります。