機械

2026/10/28

自動制御の基礎｜ブロック線図・伝達関数・負帰還とPID制御【電験三種・機械】

フィードバック制御は、結果を測り、目標との差に応じて操作を変える仕組みです。計算では「どの信号を引くのか」、PIDでは「どの偏差に反応するのか」を押さえます。負帰還だから必ず安定する、P制御だから必ずずれが残る、という覚え方では条件を見落としてしまいます。この記事では、電験三種・機械の自動制御を、室温調節、ブロック線図、伝達関数、PIDの順で学びます。計算例は信号の関係から解き、最後の4問では全選択肢の理由を確認できます。 1．室温調節で考える｜目標値・制御量・操作量暖房中の部屋で、設定が22℃、セ ...

機械

2026/10/26

照明と電熱｜照度・光束法・ジュール熱の公式と計算【電験三種】

照明は「どこに、どの向きで光が届くか」、電熱は「入力した電気のうち、どれだけが対象を温めるか」を決めると計算できます。点光源の照度は距離と入射角、部屋全体の平均照度は光束・照明率・保守率で求めます。加熱時間は、必要な熱量を対象に伝わる有効な電力で割って求めます。電験三種・機械の学習用に、単位、式の成り立ち、計算条件を順に整理します。照度100 lxの基本問題から、斜め方向の18 lx、光束法の必要16台、効率を考慮した加熱35分へ進みましょう。本文の計算例・確認問題は独自に構成しています。 1．光束・ ...

機械

2026/10/28

電動力応用｜巻上機・エレベータ・ポンプ・送風機の所要出力と比例法則【電験三種・機械】

電動力応用の計算は「負荷が1秒間に必要とする仕事を求め、損失の分だけ効率で割る」の2段階です。巻上機は質量×重力加速度×速さ、ポンプは水の重さ×全揚程、送風機は風量×圧力。どの式も、単位をそろえ、効率と余裕係数をどこに掛けるかを決めれば、同じ流れで解けます。電験三種・機械の学習用に、式の成り立ちと使える条件を順に整理します。釣合いおもり付きエレベータの12.1 kW、送風機の12 kW、回転速度を下げたときの比例法則とその条件、加速時間の6.3秒まで進みましょう。本文の計算例・確認問題は独自に構成して ...

機械

2026/10/24

パワーエレクトロニクス｜整流回路・インバータ・チョッパの公式と条件【電験三種】

パワーエレクトロニクスは、半導体をスイッチとして使い、電気を必要な形へ変える技術です。交流を直流へ、直流を交流へ、ある直流電圧を別の直流電圧へ変換します。計算では「変換の種類」「電圧が平均値か実効値か」「負荷にコイルやコンデンサがあるか」を順に確認しましょう。整流の係数だけを覚えると、違う条件に同じ式を当てはめてしまいます。電験三種・機械の基礎として、素子の働きから整流・位相制御・PWM・チョッパへ進みます。交流の実効値は交流回路の基礎、素子の仕組みは半導体と電子回路で復習できます。本文の表・計算例・ ...

機械

2026/10/15

同期機の原理と特性｜同期速度・励磁・V曲線・並行運転【電験三種】

同期機は、交流の周波数と回転速度が極数を介して結び付く回転機です。発電機としては軸の回転を電力へ、電動機としては電力を軸の回転へ変換します。「同期速度で回る」は、同期運転が成立しているときの説明です。始動中や脱調時まで同じ速度とは限りません。また、直流の界磁電流を使う機種と、永久磁石を使う機種を分けて考えます。ここでは電験三種で基本となる巻線界磁式の三相同期機を中心に説明します。三相交流の回転磁界は誘導電動機の原理と構造、演習は同期機の原理と特性ミニテスト第1回で確認できます。以下の計算例と問題は学習 ...

機械

2026/10/15

同期機の計算｜ベクトル図・三相出力・電圧変動率・短絡比【電験三種】

同期機の計算は「1相分の電圧を、位相も含めて足す」ことから始めます。その電流から三相電力を求め、無負荷時との電圧差や短絡比へ進みましょう。代入前に確認するのは、電流の向き、相電圧か線間電圧か、抵抗を無視できるかの3点です。公式の見た目が同じでも、この条件が違うと答えが変わります。同期機の原理と特性を学んだ人向けに、巻線界磁式の三相同期機を計算で扱います。基本は三相対称・正弦波の定常状態、回転子は非突極形（円筒形）とします。式の意味を確認したら、同期機の計算ミニテスト第1回へ進めます。以下の例題・表・確 ...

機械

2026/10/15

誘導電動機の始動法と速度制御｜Y-Δ・始動補償器・V/f制御・制動【電験三種】

誘導電動機の始動では、電流を抑えながら、負荷を回し始める力を確保します。減電圧で電流が小さくなっても、トルクまで不足すれば加速できません。始動法は両方を比べて選びます。このページでは始動時の比率、運転速度の変え方、減速時のエネルギーの行き先を順に整理します。電流は「どこを流れる電流か」、速度は「磁界と軸のどちらか」を確認するのが計算の出発点です。すべりやトルクの基礎は誘導電動機の特性と計算、追加演習は始動法と速度制御ミニテスト第1回で学べます。以下の数値例・問題は学習用の独自設定です。 1．始動電流と ...

機械

2026/10/15

誘導電動機の特性と計算｜電力の流れ・トルク・比例推移・効率と力率【電験三種】

誘導電動機の計算では、まず「どこを通る電力か」を確かめます。電源から受け取った電力は、一部が熱などの損失になり、残りがポンプや送風機を回す軸出力になります。このページでは電力の流れからトルク・効率を求め、すべりとトルクの関係、比例推移、始動電流の比へ進みます。計算例は学習用の架空設定です。確認問題4問には、正解以外の選択肢にも理由を付けています。同期速度やすべりが初めてなら、誘導電動機の原理と構造から読むと理解しやすくなります。演習は特性と計算ミニテスト第1回へ進めます。 1．計算の前に、速度と電力の ...

機械

2026/10/8

変圧器の等価回路と計算｜一次換算・%Z・電圧変動率・効率【電験三種・機械】

変圧器の計算は、「電流が増えたときに変わるもの」と「電源につないでいるだけで生じるもの」を分けると解きやすくなります。前者は巻線での電圧降下と負荷損、後者は鉄心を磁化する電流と無負荷損です。等価回路は、この違いを電気回路に描き直したものです。この記事では、換算する側をそろえ、2つの試験から回路の値を求め、その値で電圧と効率を計算します。途中の数値は学習用に作った架空の条件です。最後に、自分で解ける確認問題を4問置きました。巻数比と電圧・電流の関係を先に確認したい場合は、変圧器の構造と原理へ。この記事を ...

機械

2026/10/11

誘導電動機の原理と構造｜回転磁界・同期速度・すべり・かご形と巻線形【電験三種】

誘導電動機は、回転子に電流を誘導し、その電流と磁界の作用で軸を回すモーターです。計算の出発点は、「磁界の回る速さ」と「軸の回る速さ」を分けること。この差を割合にしたものが、すべりです。ビルの送風機やポンプを回す三相誘導電動機をイメージしながら、構造、回転磁界、同期速度、すべり、二次周波数の順に学びます。数値例は学習用の架空設定です。最後に確認問題4問を用意しました。前テーマの変圧器の等価回路と計算を読んだ方は、固定子を一次側、回転子を二次側と対応させるとつながります。演習から始めたい方は誘導電動機の原 ...

1 2 3 … 6 Next »