消防設備士乙種2類　② 電気系基礎

正解：A．電圧はボルトであり電流はアンペアである

電圧の単位はボルトであり電流の単位はアンペアで表されます

正解：B．電流は電圧に比例し抵抗に反比例する

オームの法則により電流は加えた電圧に比例して大きくなり抵抗に反比例して小さくなります

正解：C．電流は半分になる

オームの法則により電圧が一定であれば電流は抵抗値に反比例するため抵抗が2倍になれば電流は半分になります

正解：D．電圧は電流と抵抗の積で求められる

オームの法則の基本式は電圧イコール電流かける抵抗となります

正解：A．各抵抗値の和となる

直列接続の場合の合成抵抗は接続されたすべての抵抗値を単純に足し合わせたものになります

正解：B．各抵抗値の逆数の和の逆数となる

並列接続の場合の合成抵抗は各抵抗値の逆数を足し合わせたものの逆数で計算されます

正解：C．直列接続の方が並列接続より抵抗値が大きくなる

直列にすると和の20オームとなり並列にすると逆数の和の逆数で5オームとなるため直列の方が大きくなります

正解：D．まず並列回路など部分的な合成抵抗を計算し順次単純化する

混在回路では並列部分や直列部分をそれぞれ一つの合成抵抗に置き換えて段階的に計算を進めます

正解：A．ファラド

コンデンサの静電容量を表す単位にはファラドが用いられます

正解：B．各コンデンサの静電容量値の逆数の和の逆数となる

コンデンサの直列接続の計算式は抵抗の並列接続の計算式と同じく逆数の和の逆数となります

正解：C．各コンデンサの静電容量値の和となる

コンデンサの並列接続の計算式は抵抗の直列接続の計算式と同じく単純な和となります

正解：B．電圧の大きさと電流の方向が常に一定である

直流回路では電流の方向や大きさが変化せず一定に保たれるのが特徴です

正解：C．電圧は各抵抗値に比例して分圧される

直列回路では流れる電流が一定であるため電圧はオームの法則により抵抗値に比例して分圧されます

正解：D．電流は各抵抗値の逆数に比例して分流される

並列回路では各抵抗にかかる電圧が一定であるため電流は抵抗値に反比例して分流されます

正解：B．対角線上の抵抗値の積が等しいとき

ブリッジ回路では対面する抵抗値を掛け合わせた値が互いに等しい場合に検流計の電流がゼロになります

正解：B．導体の長さに比例し断面積に反比例する

導体の抵抗は距離が長いほど大きくなり通り道である断面積が広いほど小さくなります

正解：A．1.5倍

長さで6倍になり直径が2倍になると断面積は4倍になるため6を4で割った1.5倍となります

正解：C．ジュールの法則

導体に電流が流れると電気抵抗によって熱が発生しこれをジュール熱と呼びます

正解：B．電流の二乗と抵抗と時間の積である

ジュール熱は電流の二乗と抵抗値および電流を流した時間の積で計算されます

正解：A．電圧と電流の積で与えられ単位はワットである

電力は1秒当たりの電気的仕事であり電圧と電流の積で求められます

正解：B．ワットアワー

電力量は電力と使用時間の積でありワットアワーなどの単位で表されます

正解：C．右ねじの法則

導体に電流が流れると電流の向きに進む右ねじの回転方向に磁界が発生します

正解：D．磁界と電流の相互作用によって導体に力が働く

磁界と電流の相互作用によって導体に力が働く

正解：A．フレミングの左手の法則

電磁力の方向は左手の中指を電流に人差し指を磁界に向けた際の親指の方向で示されます

正解：B．中指が電流で人差し指が磁界で親指が力

左手を直角に開いた状態で中指は電流の方向を人差し指は磁界の方向を親指は力の方向を示します

正解：C．電磁誘導

磁石を動かすことでコイル内の磁束が変化し誘導起電力が発生する現象を電磁誘導といいます

正解：D．フレミングの右手の法則

右手を直角に開いた状態で親指が運動方向を人差し指が磁界を中指が誘導電流の方向を示します

正解：D．コイルの巻数と磁束変化する速さに比例する

誘導起電力はコイルの巻数が多いほどまた磁束の変化が速いほど大きくなります

正解：B．交流

交流は時間とともに電圧の大きさと電流の方向がプラスとマイナスで周期的に変化します

正解：B．周波数であり単位はヘルツである

1秒間における波の反復回数を周波数といい日本では50ヘルツや60ヘルツが使用されています

正解：D．実効値

一般に交流100ボルトと呼ばれる電圧は最大値ではなく直流と同じ仕事をする実効値を指します

正解：A．最大値は実効値のルート2倍である

交流の実効値は最大値をルート2で割った値となり約0.707倍の大きさになります

正解：B．実際に電気的仕事をする電力

抵抗などで消費され熱や光や動力として実際に利用される電力を有効電力といいます

正解：C．力率

電源から送り出された皮相電力のうちどれだけが有効電力として使われたかの割合を力率といいます

正解：B．銅やアルミニウム

銅やアルミニウムは電気抵抗率が非常に小さく電線などの導電材料として広く用いられています

正解：A．銀

銀はすべての金属の中で最も電気抵抗率が低く優れた導体ですが高価なため接点などに用いられます

正解：D．ゲルマニウム

ゲルマニウムは条件によって電気を通す半導体であり完全な絶縁体ではありません

正解：C．シリコン

シリコンなどの半導体は不純物の添加や熱によって電気の通しやすさが変化し電子部品に利用されます

正解：D．ニクロム

ニクロムは電気抵抗が比較的大きく高温に耐えるため電熱器の発熱体として多用されます

正解：C．固有抵抗が非常に大きいこと

接点部分は電流が通過するため発熱を抑える目的で固有抵抗は小さい材料が適しています

正解：B．熱電対温度計

熱電対温度計はこの熱起電力の大きさを測定することで広い範囲の温度を測ることができます

正解：A．負荷と直列に接続する

電流計は回路を流れる電流をそのまま測定するため負荷と直列になるように接続します

正解：D．負荷と並列に接続する

電圧計は測定したい2点間の電位差を測るため負荷に対して並列になるように接続します

正解：A．メガー

絶縁抵抗計はメガーとも呼ばれ配線や機器の絶縁状態が規定値を満たしているかを確認します

正解：B．アーステスター

接地抵抗を専用に測定するための機器であり保安上重要な接地の機能を確認するために使用されます

正解：C．テスター

回路計とも呼ばれるテスターなどを使用して回路の断線がないかを確認します

正解：D．可動コイル形

直流専用の計器であり永久磁石による磁界の中でコイルに電流を流した際の力で指針を動かします

正解：A．誘導形

誘導形計器は電磁誘導によるうず電流を利用するため直流回路では作動しません

正解：B．定格値のプラスマイナス1.0パーセント

階級の数値はそのまま定格値に対する許容誤差のパーセンテージを示しています

正解：C．変圧器

トランスとも呼ばれ巻数の異なるコイルを用いて交流の電圧を昇圧または降圧する機器です

正解：D．一次側と二次側の巻数の比は電圧の比に等しい

変圧器の電圧はコイルの巻数に比例するため巻数が10倍になれば電圧も10倍になります

正解：A．整流器

ダイオードなどの半導体素子を利用して交流を直流に変換する装置を整流器といいます

正解：B．インバータ

整流器とは逆に直流電源から任意の周波数の交流を作り出す装置をインバータと呼びます

正解：C．同期速度は周波数に比例し極数に反比例する

交流モータの磁界の回転速度である同期速度は周波数が高いほど速く極数が多いほど遅くなります

正解：D．すべり

誘導電動機は磁界の回転に追従して回転しますが負荷がかかるため必ず少し遅れるすべりが生じます

正解：C．結線されている3線のうち2線を入れ替える

三相交流のうち任意の2つの相の接続を入れ替えることで回転磁界の方向が逆になりモーターは反転します

正解：C．フライング始動法

直入れ始動では電流が大きすぎるためスターデルタやリアクトルなどの減電圧始動法が用いられます

正解：C．マンガン乾電池

マンガン乾電池やアルカリ乾電池などのように充電して再利用することができない電池を一次電池といいます

正解：B．鉛電池

鉛電池は単セル当たり約2ボルトの公称電圧を持ち比較的安価で大電流を取り出せるため広く普及しています

正解：A．リチウムイオン電池

自己放電が少なく軽量で単セル当たり3.6から3.7ボルトという高い電圧が得られるのが特徴です

正解：B．危険度に応じて必要な保護や工事方法を分けるため

電圧区分は感電や火災の危険度に応じて必要な工事方法や保護対策を分けるために用いられます

正解：B．電圧の大きさによって必要な絶縁や保護対策が変わるため

直流でも電圧が高くなるほど感電や絶縁破壊の危険が増すため適切な保護対策が必要です

正解：B．感電や絶縁破壊時の危険が大きくなるため

高圧電路では感電や絶縁破壊による事故の危険が大きいため低圧より厳重な保護や管理が必要です

正解：D．接地工事

一般にアースと呼ばれ漏電時に電流を安全に大地に逃がすための重要な保安対策です

正解：D．E種接地工事

接地工事は対象となる電圧や機器に応じてA種からD種までの4種類に分類されています

正解：B．漏電時の電流を大地に逃がして感電を防ぐため

D種接地工事は低圧機器の金属部分に漏電した電流を大地へ逃がし感電事故を防ぐために行われます

正解：B．漏電しにくい状態かを確認し感電や火災を防ぐため

絶縁抵抗の測定は電路から電気が漏れにくい状態かを確認し感電や火災を防ぐために行います

正解：A．漏電時の感電危険が大きくなるため

対地電圧が高い電路では漏電時の感電危険が大きくなるため絶縁状態の確認が重要です

正解：A．絶縁が悪いと漏電や火災の危険が高まるため

使用電圧が高い電路では絶縁不良による漏電や火災の危険が高まるため絶縁管理が重要です

正解：D．遮断器

ブレーカーとも呼ばれ異常な大電流が流れた際に回路を物理的に切り離して火災や機器の破損を防ぎます

正解：C．避雷器

サージアレスターとも呼ばれ雷による異常電圧が侵入した際に電流を大地に逃がして機器を守ります

正解：D．保護継電器

リレーとも呼ばれ電圧や電流の異常をいち早く察知して遮断器にトリップ信号を送る役割を持ちます

正解：A．直角三角形

これら三つの電力は直角三角形の各辺の関係になり皮相電力が斜辺に該当します

正解：D．硫黄

接点材料には耐摩耗性や電気の通しやすさが求められるため硫黄などの非金属は使用されません

正解：C．導電率が導体と絶縁体の中間にある

シリコンやゲルマニウムなど導体と絶縁体の中間の性質を持つのが半導体の特徴です

正解：D．10倍になる

電圧は巻数に比例するため二次側の巻数が一次側の10倍であれば電圧も10倍に昇圧されます

正解：A．充電して再使用でき大きな電流を取り出しやすいため

鉛電池は二次電池であり充電して再使用でき大きな電流を取り出しやすいため自動車用などに用いられます

正解：D．熱電温度計

熱電対を用いた熱電温度計は比較的低温から中高温まで幅広い範囲の温度測定に利用されます