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ID：P0005904 |
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「電気と資格の広場」上級電気工事士合格マガジンは、第1種電気工事士(又は、第2種
電気工事士）試験に一発合格するためのマガジンです。このマガジンは、週刊で発行
します。１回の発行は、５〜１０ページ／回と１週間で読みきれる量となっています。
毎回の読み切りで、途中からの講読も可能となっています。内容は、試験に出る公式や
重要事項で、このマガジンだけで、合格できる内容になっています（マル秘情報もあり
ます）。
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【発行者】：電気のプロ：坂林和重
【質問の連絡先】：goukaku@din.or.jp
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このマガジンの特徴は、
１、毎回読み切りです。途中から読み始めても問題ありません。
２、このマガジンを１年間購読し、マガジンに合わせて勉強すると、
試験に合格できます。
３、勉強のペースは、このマガジンに合わせると、試験まで
４、バックナンバーで全ての範囲を勉強することもできます。
です.
頑張って勉強してくださいね.
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１、電気に関する基礎知識
この章では、電気に関する基礎的な問題を学びます。他の章の基本となる知識ですから、
充分に理解してください。
１）電線の抵抗
みなさんは、電気を流すのに導体を使いますね。導体の多くは、銅でできています。
銅は、電流を流しやすいからです。ですが、物質は、どんな物でも、抵抗を持って
います。銅も抵抗を持っています。
電気抵抗R[Ω]は,次の式で計算されます.
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[ここで、ρ：抵抗率[Ωm]、l：長さ[m]、Ｓ：断面積[m2]です。
また、抵抗率ρの逆数を導電率σと呼びます. 単位は,[S/m]です。(Sをジーメンスと呼び
ます)
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[S/m]電気抵抗R[Ω]の重要公式を導電率σで表すと
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[となります。
また、多くの場合,電気抵抗を単に抵抗と呼びます。
電線の場合で,図に示すと下図となります.
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また、図のような物体の重量は,次の式で計算されます.
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[kg]
ここで、w：比重です。
この重要公式2個を組み合わせた問題が頻繁に出題されます.
よく理解しておきましょう.
導体として使われる金属でも電気抵抗を持っています. 電気抵抗がゼロなのは,
超伝導くらいでしょう.
超伝導は,物質の温度を下げて抵抗をゼロにする現象です. では、温度を上げると
どのようになるでしょうか.
物質の温度を上げると電気抵抗は,大きくなります. どのように大きくなるかと
言いますと,次式のようになります.
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[Ω]
----------------------ここで、R1：温度t1[℃]における抵抗値[Ω]、R2：温度t2[℃]における抵抗値[Ω]、
α：基準温度t1[℃]における抵抗温度係数です。
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----------------------なお、金属などの導体は,ほとんどの場合,温度とともに抵抗値が増加しますが,
絶縁材料の場合は,逆で温度に反比例して抵抗値が減少します.
半導体の場合は,物質によってさまざまに変化します.
参考に主な金属の抵抗率[Ωm]と抵抗温度係数20[℃]を掲げておきます.
抵抗率[Ωm]と抵抗温度係数20[℃]表
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金属名 |
抵抗率[Ωm] |
抵抗温度係数20[℃] |
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銀 |
1.47×10-8 |
0.0038 |
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銅 |
1.55×10-8 |
0.00393 |
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金 |
2.05×10-8 |
0.0040 |
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アルミニウム |
2.55×10-8 |
0.0039 |
|
鉄 |
8.9×10-8 |
0.0050 |
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ニクロム |
110×10-8 |
0.0002 |
また、抵抗率は、標準軟銅を基準にして、比較して考えることが多いです。すなわち、
標準軟銅の導電率を100[%]として,導電率を比較すると,下記となります.
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金 属 |
%導電率 |
金 属 |
%導電率 |
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銀 |
106 |
亜鉛 |
28.2 |
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標準軟銅 |
100 |
ニッケル |
25 |
|
カドミウム銅 |
86 |
鉄 |
17.2 |
|
金 |
71.6 |
白金 |
16.4 |
|
アルミニウム |
61 |
スズ |
15.1 |
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ケイ銅 |
45 |
鉛 |
7.9 |
|
ナトリウム |
37.5 |
水銀 |
1.8 |
|
黄銅 |
34 |
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また、.緑.に塗りつぶした「銀・銅・金・アルミニウム」の順番は、重要ですから、
覚えて下さい。----------------------------------------------------------- 重要
２）オームの法則・キルヒホッフの法則・電磁力・ブリッジ回路
（１）オームの法則
オームの法則は、次の式で表されます.
V=IR [Ω] -----------------------------------(重要公式)
ここで、V：電圧[V]、I：電流[A]、R：抵抗[Ω]です。
このオームの法則は,R：抵抗[Ω]が解っているときV：電圧[V]またはI：電流[A]の
いずれかを使って,もう片方を求めるものです.（多くの場合は,電圧が100[V]や
200[V]に固定して電流を求めることが多いです）
（２）抵抗の直列接続と並列接続
抵抗の接続には,基本的に直列接続と並列接続があります。
直列接続というのは,次のような接続です.
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さて、この接続の合成抵抗R[Ω]を求めてみましょう。
直列接続の場合に電圧V[V]を加え、電流I[A]が流れたとします.
図より電源電圧V[V]は、
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V[V]＝V1＋V2＋・・・＋Vn |
となります。
また、オームの法則から
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V[V]＝I R1＋I R2＋・・・＋I Rn |
よって、合成抵抗R[Ω]は、
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R＝ ----------------------(重要公式) |
となります。
すなわち、直列接続の抵抗値は,足し算で求めることができます.
次に,並列接続を考えてみます. 並列接続は,次のような接続です.
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図より流れる電流I[A]は、
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I＝I1＋I2＋・・・＋In[A] |
となります。
また、オームの法則から
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よって、合成抵抗R[Ω]は、
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----------------------(重要公式) |
または、
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----------------------(重要公式) |
となります。
簡単な場合として,抵抗２個の場合は,
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----------------------(重要公式) |
さらに、R1＝R2の場合は,
|
----------------------(重要公式) |
となります。
さて、以上のことが基本として解ったところで実際の試験問題で出題されるのは,
この応用問題です.（以上のことは,基本で理解していないと解けない問題です）
応用問題には,オームの法則が不可欠です.
サンプルマガジンのおまけです。
電気工事士の試験は、3年程度のサイクルで類似問題が出題されます。そのため、合格
するには、3年間の問題を理解して試験に臨めば、合格できます。
勉強時間の無い人は、過去問題集で勉強するのも方法ですよ。
今週は、ここまでにします。
来週も楽しみにしてくださいね。
byby (^o^)／~~~
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