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電験三種「機械」の攻略｜四機・パワエレ・照明・制御のポイント
機械は出題範囲が最も広く、合格率も低めの科目です。90分でA問題14問・B問題3問（問17・18は選択）を解きます。前半の「四機」（直流機・誘導機・同期機・変圧器）が得点の柱になります。
出題される分野と問題の位置
| 分野 | おおよその問題番号 | よく出るテーマ |
|---|---|---|
| 直流機 | 問1〜2 | 誘導起電力、電機子反作用、逆起電力と回転速度 |
| 誘導機 | 問3〜4 | 滑りと回転速度、二次入力・二次銅損、比例推移、始動法 |
| 同期機 | 問5〜6 | 同期インピーダンス、短絡比、並行運転、同期電動機の始動 |
| 変圧器 | 問7〜9 | 等価回路、短絡試験、効率、結線（V結線） |
| パワーエレクトロニクス | 問10 | 整流回路、チョッパ、インバータ、半導体デバイス |
| 応用分野 | 問11〜14 | 電動機応用、照明、電熱、自動制御、2進数・論理回路 |
直流機：逆起電力で回転速度を出す
直流電動機の回転速度は逆起電力 E＝V−I·R に比例します。「電圧を変えたら回転速度はいくつか」という問題は、変更前と変更後の逆起電力の比で解けます（令和6年度上期 機械 問2）。
誘導機：滑りが中心
- 同期速度 Ns＝120f/p、回転速度 N＝Ns(1−s)
- 二次入力：二次銅損：機械出力＝1：s：(1−s)
- 二次抵抗をk倍にすると、同じトルクを出す滑りもk倍（比例推移）
- Y−Δ始動では始動電流・始動トルクが全電圧始動の1/3
変圧器：効率と損失
鉄損は負荷に関係なく一定、銅損は負荷率の2乗に比例します。効率が最大になるのは鉄損＝銅損のときです。短絡試験の電力計の値は銅損、電圧÷電流はインピーダンスで、ここから漏れリアクタンスを求めます。
パワエレ：チョッパの出力電圧
降圧チョッパの出力電圧の平均値は「通流率×電源電圧」、昇圧チョッパは「電源電圧÷(1−通流率)」です。スイッチがオフのときにダイオードを通って電流が流れ続ける経路（還流）も、図で確認しておきましょう。
選択問題（問17・18）
問17は照明・電熱、問18は自動制御・論理回路が出ることが多く、どちらか一方を選びます。照明は「光度＝全光束÷4π」「照度＝光度×cosθ÷距離²」の2つの式でほとんど解けるので、計算に慣れている人には得点源です。
過去問で練習する
電験三種ドリルの「機械」では、直近6回分の機械の問題をまとめて解けます。回ごとの全問解説は過去問と解説にあります。