分野別問題：理論・電力

電気主任技術者｜理論・電力

最終更新：2026年8月11日

電気主任技術者の理論・電力分野を集中的に演習します。

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問1

真空中に2点電荷 Q1=2×10^-6C, Q2=3×10^-6C が距離0.3mで置かれている。両者間に働くクーロン力の大きさに最も近い値はどれか。(k=9×10^9 N・m2/C2とする)

10.06 N
20.2 N
✔0.6 N
42.0 N
56.0 N

解説：F=kQ1Q2/r^2=9×10^9×2×10^-6×3×10^-6/0.09=0.6N

問2

平行平板コンデンサにおいて、極板間隔を2倍、極板面積を2倍にしたとき、静電容量は元の何倍になるか。

10.5倍
✔1倍
32倍
44倍
50.25倍

解説：C=εS/dより、S,dともに2倍なので比は変わらず1倍

問3

コンデンサC=4μFに電圧V=100Vを加えて充電したとき、コンデンサに蓄えられる静電エネルギーはいくらか。

10.01 J
✔0.02 J
30.2 J
42 J
520 J

解説：W=(1/2)CV^2=0.5×4×10^-6×10^4=0.02J

問4

無限に長い直線導体に電流I=10Aを流したとき、導体から距離r=0.05mの点における磁界の強さHはいくらか。

✔約16 A/m
2約32 A/m
3約64 A/m
4約128 A/m
5約256 A/m

解説：H=I/(2πr)=10/(2π×0.05)≈31.8…実際は約32A/mが近い

問5

上問においてH=I/(2πr)の式を用いて正しく計算すると32 A/mに近いことがわかる。この式の名称は何と呼ばれるか。

1クーロンの法則
2ファラデーの法則
✔アンペアの法則(周回積分)
4レンツの法則
5ガウスの法則

解説：無限直線電流の周囲磁界はアンペアの法則(周回積分の法則)から導かれる

問6

平行に置かれた2本の長い直線導体に、同方向にそれぞれ10Aの電流を流した。導体間に働く力の性質として正しいものはどれか。

1反発力が働く
✔引力が働く
3力は働かない
4導体に垂直な力のみ働く
5力は周期的に変化する

解説：同方向電流間には引力が働く(アンペアの力)

問7

環状鉄心にN=500回の巻線を施し、磁路の長さl=0.5m、断面積S=0.001m2、比透磁率μr=1000とする。この磁気回路の磁気抵抗(磁気抵抗率)に最も近い値はどれか。(μ0=4π×10^-7 H/m)

✔約4×10^5 A/Wb
2約4×10^6 A/Wb
3約4×10^4 A/Wb
4約4×10^7 A/Wb
5約4×10^3 A/Wb

解説：Rm=l/(μ0μrS)=0.5/(4π×10^-7×1000×0.001)≈3.98×10^5

問8

インダクタンスL=0.2Hのコイルに、i=10sin(314t)[A]の電流を流したとき、コイルに発生する誘導起電力の最大値はいくらか。

✔約314 V
2約628 V
3約63 V
4約157 V
5約1000 V

解説：e=L(di/dt)の最大値=Lωim=0.2×314×10=628…最も近いのは628V(B)

問9

RL直列回路(R=10Ω, L=0.1H)に直流電圧V=100Vを t=0 で加えたとき、電流が最終値の63.2%に達するまでの時間(時定数)はいくらか。

10.001 s
✔0.01 s
30.1 s
41 s
510 s

解説：時定数τ=L/R=0.1/10=0.01s

問10

RC直列回路(R=1000Ω, C=1μF)に直流電圧を加えて充電するとき、この回路の時定数はいくらか。

10.1 ms
✔1 ms
310 ms
4100 ms
51 s

解説：τ=RC=1000×1×10^-6=1×10^-3s=1ms

問11

RLC直列回路の共振周波数を求める式として正しいものはどれか。

1f0=1/(2πLC)
✔f0=1/(2π√(LC))
3f0=2π√(LC)
4f0=LC/(2π)
5f0=1/(LC)

解説：直列共振周波数はf0=1/(2π√LC)

問12

L=0.5H, C=2μFのRLC直列回路の共振周波数に最も近い値はどれか。

✔約80 Hz
2約160 Hz
3約320 Hz
4約500 Hz
5約1000 Hz

解説：f0=1/(2π√(0.5×2×10^-6))=1/(2π×10^-3)≈159Hz、最も近いのは160Hz(B)

問13

RLC直列回路の共振時における力率はいくらか。

10
20.5
30.707
40.866
✔1

解説：共振時はリアクタンス成分がゼロとなり抵抗のみとなるため力率は1

問14

三相交流のY結線において、線間電圧が200Vのとき、相電圧はいくらか。

1約100 V
✔約115 V
3約141 V
4約173 V
5約200 V

解説：相電圧=線間電圧/√3=200/1.732≈115.5V

問15

三相交流のΔ結線において、線電流が線電流とほぼ等しいことはなく、相電流Ipと線電流Ilの関係として正しいものはどれか。

1Il=Ip
✔Il=√3 Ip
3Il=Ip/√3
4Il=3Ip
5Il=Ip/3

解説：Δ結線では線電流は相電流の√3倍

問16

三相平衡負荷において、線間電圧200V、線電流10A、力率0.8のとき、三相皮相電力はいくらか。

1約1.15 kVA
2約2.0 kVA
3約2.77 kVA
✔約3.46 kVA
5約4.0 kVA

解説：S=√3×V×I=√3×200×10≈3464VA≈3.46kVA

問17

上問の条件で三相有効電力はいくらか。

1約1.6 kW
2約2.0 kW
✔約2.4 kW
4約2.77 kW
5約3.46 kW

解説：P=√3×V×I×cosθ=3.46×0.8≈2.77kW

問18

対称三相交流を対称座標法で表すとき、正相・逆相・零相のうち、通常の平衡三相電源にのみ含まれる成分はどれか。

1逆相成分のみ
2零相成分のみ
✔正相成分のみ
4逆相と零相
5正相と零相

解説：平衡三相電源は正相成分のみを含む

問19

一線地絡故障が発生した三相回路の解析に、対称座標法を用いる主な理由は何か。

✔計算を簡略化するため三相を単純な等価回路(対称成分回路)に分解できるため
2三相電圧を直流に変換できるため
3力率を1にできるため
4損失を無視できるため
5周波数を変更できるため

解説：対称座標法により不平衡回路を正相・逆相・零相の独立な等価回路に分解できる

問20

負荷の力率が0.6(遅れ)のとき、これを1.0に改善するために必要な進相コンデンサの役割として正しいものはどれか。

1有効電力を増加させる
✔無効電力を打ち消す
3皮相電力を増加させる
4電圧を必ず低下させる
5周波数を変化させる

解説：コンデンサは進み無効電力を供給し、遅れ無効電力を打ち消して力率を改善する

問21

有効電力P、無効電力Q、皮相電力Sの関係式として正しいものはどれか。

1S=P+Q
2S=P-Q
✔S^2=P^2+Q^2
4S=PQ
5S=P/Q

解説：電力の三角形の関係よりS^2=P^2+Q^2

問22

導体の交流電流において、周波数が高くなるほど電流が導体表面に集中する現象を何と呼ぶか。

1近接効果
✔表皮効果
3漏れ磁束
4フェランチ効果
5ヒステリシス

解説：高周波電流が導体表面に集中する現象を表皮効果と呼ぶ

問23

シリコン半導体のPN接合ダイオードにおいて、順方向電圧を加えたときの主なキャリアの動きとして正しいものはどれか。

1空乏層が拡大し電流は流れない
2少数キャリアのみが移動する
✔多数キャリアが接合部を越えて移動し電流が流れる
4電子と正孔がすべて消滅する
5接合部の抵抗が無限大になる

解説：順方向バイアスでは空乏層が狭まり多数キャリアが接合を越えて電流が流れる

問24

理想演算増幅器を用いた反転増幅回路において、入力抵抗R1=10kΩ、帰還抵抗R2=100kΩのとき、電圧増幅度(利得)はいくらか。

1-0.1
2-1
✔-10
4-100
510

解説：反転増幅回路の利得はAv=-R2/R1=-100/10=-10

問25

理想演算増幅器を用いた非反転増幅回路において、R1=10kΩ、R2=90kΩのとき、電圧増幅度はいくらか。

11
29
✔10
490
5100

解説：非反転増幅回路の利得はAv=1+R2/R1=1+9=10

問26

RC低域通過フィルタ(R=1kΩ, C=1μF)の遮断周波数(カットオフ周波数)に最も近い値はどれか。

1約16 Hz
✔約160 Hz
3約1.6 kHz
4約16 kHz
5約160 kHz

解説：fc=1/(2πRC)=1/(2π×1000×1×10^-6)≈159Hz

問27

単位ステップ関数u(t)のラプラス変換として正しいものはどれか。

✔1/s
21/s^2
3s
4s^2
51

解説：ステップ関数のラプラス変換はL[u(t)]=1/s

問28

RC直列回路に単位ステップ電圧を加えたときの、コンデンサ電圧の伝達関数(入力に対する出力)として正しいものはどれか。ただしτ=RCとする。

1G(s)=s/(1+sτ)
✔G(s)=1/(1+sτ)
3G(s)=τ/(1+s)
4G(s)=(1+sτ)
5G(s)=sτ

解説：RC回路の1次遅れ系の伝達関数はG(s)=1/(1+sτ)

問29

ホイートストンブリッジの平衡条件として正しいものはどれか。対辺のインピーダンスをそれぞれZ1,Z2,Z3,Z4とする。

1Z1+Z3=Z2+Z4
✔Z1×Z3=Z2×Z4
3Z1-Z2=Z3-Z4
4Z1/Z2=Z4/Z3
5Z1×Z2=Z3×Z4

解説：ブリッジの平衡条件は対辺の積が等しいこと、Z1Z3=Z2Z4

問30

計器の精度を表す「階級(0.5級など)」は何を基準とした誤差の限度を示すか。

1最小目盛
✔最大目盛(最大目量)に対する百分率誤差
3平均値に対する誤差
4実効値に対する絶対誤差
5ゼロ点誤差のみ

解説：計器の階級は最大目量に対する誤差の百分率で規定される

問31

変流器(CT)の二次側を絶対に開放してはならない理由として正しいものはどれか。

1二次電流が増加し焼損するため
✔二次側に異常高電圧が発生し絶縁破壊の危険があるため
3一次電流が停止するため
4力率が変化するため
5周波数が変化するため

解説：CT二次開放時は励磁インピーダンスが極端に大きくなり、異常高電圧が発生し危険

問32

計器用変圧器(PT)の二次側を絶対に短絡してはならない理由として正しいものはどれか。

✔二次側に大電流が流れ焼損する危険があるため
2一次側電圧が上昇するため
3力率が改善されるため
4周波数が変化するため
5絶縁が強化されるため

解説：PT二次短絡時は大電流が流れ焼損の危険がある

問33

同軸円筒導体(内径a、外径b)間の単位長さ当たりの静電容量を表す式として正しいものはどれか。誘電率をεとする。

✔C=2πε/ln(b/a)
2C=2πε ln(b/a)
3C=πε/ln(b/a)
4C=ε/(b-a)
5C=2πεa/b

解説：同軸円筒コンデンサの単位長さ静電容量はC=2πε/ln(b/a)

問34

磁気回路における起磁力NIと磁束Φ、磁気抵抗Rmの関係として正しいものはどれか。

1NI=Φ/Rm
✔NI=Φ×Rm
3NI=Φ+Rm
4Φ=NI+Rm
5Rm=NI+Φ

解説：電気回路のオームの法則に対応し、起磁力=磁束×磁気抵抗

問35

鉄心の交番磁化に伴い発生するヒステリシス損は、周波数fに対してどのように変化するか(ほぼ比例する関係)。

1fに反比例する
2fの2乗に比例する
✔fにほぼ比例する
4fに無関係
5fの3乗に比例する

解説：ヒステリシス損は周波数にほぼ比例する

問36

鉄心内に生じる渦電流損は、周波数fおよび鉄板の厚さtに対してどのように変化するか。

✔f及びtの2乗にほぼ比例する
2fに反比例する
3tに反比例する
4fにも tにも無関係
5fの3乗に比例する

解説：渦電流損Pe∝f^2 t^2 に比例する

問37

抵抗の△(デルタ)結線をY結線に変換するとき、各Y結線の抵抗値はΔ結線の抵抗の何倍になるか(対称の場合)。

13倍
✔1/3倍
3√3倍
41/√3倍
59倍

解説：対称Δ-Y変換ではRy=RΔ/3

問38

複雑な回路網の解析において、ある2端子から見た回路を等価な起電力と内部抵抗の直列回路に置き換える定理を何と呼ぶか。

1ノートンの定理
✔テブナンの定理
3キルヒホッフの法則
4重ね合わせの理
5ミルマンの定理

解説：2端子から見た等価回路を電圧源と直列抵抗で表す定理はテブナンの定理

問39

上問と対をなす、等価な電流源と並列抵抗(コンダクタンス)で表す定理を何と呼ぶか。

1テブナンの定理
✔ノートンの定理
3重ね合わせの理
4相互誘導の定理
5対称座標法

解説：等価電流源+並列抵抗で表す定理はノートンの定理

問40

内部抵抗rを持つ電源から、負荷抵抗RLに最大電力を供給するための条件として正しいものはどれか。

1RL=0
✔RL=r
3RL=2r
4RL=∞
5RL=r/2

解説：最大電力伝達定理により、RL=rのとき負荷への供給電力が最大となる

問41

非正弦波交流の実効値を求める際に用いる考え方として正しいものはどれか。

1各高調波の実効値の単純な合計
2基本波の実効値のみを用いる
✔各高調波成分の実効値の2乗の和の平方根
4最大値をそのまま用いる
5平均値と同じ値を用いる

解説：非正弦波の実効値は各周波成分の実効値の2乗和の平方根で求める

問42

全高調波歪み(THD)の定義として正しいものはどれか。基本波実効値をV1、高調波成分の実効値をVnとする。

1THD=ΣVn/V1 (n≥2)
✔THD=√(ΣVn^2)/V1 (n≥2)
3THD=V1/ΣVn
4THD=ΣVn^2
5THD=V1^2/ΣVn^2

解説：THDは高調波実効値の2乗和の平方根を基本波実効値で割った値

問43

正弦波交流電圧v(t)=Vm sinωtの実効値Vと最大値Vmの関係として正しいものはどれか。

1V=Vm
2V=Vm/2
✔V=Vm/√2
4V=Vm×√2
5V=2Vm

解説：正弦波の実効値は最大値の1/√2倍

問44

長距離送電線を無負荷または軽負荷で運用した場合、受電端電圧が送電端電圧より高くなる現象を何と呼ぶか。

1表皮効果
2近接効果
✔フェランチ効果
4コロナ効果
5誘導効果

解説：線路の静電容量の影響で軽負荷時に受電端電圧が上昇する現象をフェランチ効果と呼ぶ

問45

強誘電体の一種で、機械的な圧力を加えると電圧を発生する効果を何と呼ぶか。

1ホール効果
2ゼーベック効果
3ペルチェ効果
✔圧電効果(ピエゾ効果)
5光電効果

解説：機械的圧力により電圧を発生する効果は圧電効果(ピエゾ効果)

問46

半導体に電流を流し、これに垂直な磁界を加えたとき、電流と磁界の両方に垂直な方向に電圧が生じる効果を何と呼ぶか。

1ゼーベック効果
✔ホール効果
3ペルチェ効果
4圧電効果
5磁気ひずみ効果

解説：電流と磁界に垂直方向に電圧が生じる現象はホール効果

問47

キルヒホッフの第一法則(電流則)が表す内容として正しいものはどれか。

1閉回路内の起電力の総和は電圧降下の総和に等しい
✔任意の接続点に流入する電流の総和と流出する電流の総和は等しい
3全抵抗の総和は一定である
4電力の総和は常にゼロである
5磁束の総和は常に保存される

解説：キルヒホッフ第一法則(電流則)は接続点での電流の保存を表す

問48

キルヒホッフの第二法則(電圧則)が表す内容として正しいものはどれか。

✔任意の閉回路において起電力の総和は電圧降下の総和に等しい
2任意の接続点で電流の総和はゼロである
3全ての抵抗は直列接続と等価である
4電力は保存されない
5磁束は常にゼロである

解説：キルヒホッフ第二法則(電圧則)は閉回路内の起電力と電圧降下の総和が等しいことを表す

問49

変位電流の概念を導入し、電磁波の存在を理論的に予言したことで知られる方程式群を何と呼ぶか。

1オームの法則
2キルヒホッフの法則
✔マクスウェルの方程式
4ラプラス方程式
5フーリエの法則

解説：変位電流を含む電磁気学の基礎方程式群はマクスウェルの方程式

問50

平行板コンデンサの内部に誘電体(比誘電率εr)を挿入すると、真空の場合と比較して静電容量はどのように変化するか。

11/εr倍になる
2変化しない
✔εr倍になる
4εr^2倍になる
5√εr倍になる

解説：誘電体を挿入すると静電容量はεr倍に増加する

問51

複素数で表したインピーダンスZ=3+j4[Ω]の大きさ|Z|はいくらか。

13 Ω
24 Ω
✔5 Ω
47 Ω
525 Ω

解説：|Z|=√(3^2+4^2)=√25=5Ω

問52

複素数で表したインピーダンスZ=3+j4[Ω]の位相角(電圧が電流に対して進む角度)はどれに最も近いか。

1約27°
2約37°
✔約53°
4約63°
5約90°

解説：θ=tan^-1(4/3)≈53.1°

問53

アドミタンスY[S]とインピーダンスZ[Ω]の関係として正しいものはどれか。

1Y=Z
✔Y=1/Z
3Y=Z^2
4Y=√Z
5Y=Z/2

解説：アドミタンスはインピーダンスの逆数、Y=1/Z

問54

R=6Ω、X=8Ωの直列回路のアドミタンスの大きさに最も近い値はどれか。

1約0.05 S
✔約0.1 S
3約0.2 S
4約0.5 S
5約1.0 S

解説：|Z|=10Ω、|Y|=1/10=0.1S

問55

RL並列回路における合成アドミタンスの実部(コンダクタンスG)は何によって決まるか。

1インダクタンスのみ
✔抵抗成分のみ
3静電容量のみ
4周波数のみ
5力率のみ

解説：コンダクタンスGは抵抗成分に対応する実部であり、抵抗Rにより決まる

問56

RLC並列回路の共振(反共振)時において、回路全体のインピーダンスはどのような特徴を持つか。

1最小になる
✔最大になる
3ゼロになる
4無限大かつ位相90°になる
5常に一定である

解説：並列共振(反共振)時はインピーダンスが最大となる

問57

正弦波交流電圧の平均値Vavと最大値Vmの関係として正しいものはどれか。

1Vav=Vm
2Vav=Vm/√2
✔Vav=2Vm/π
4Vav=πVm/2
5Vav=Vm/2

解説：正弦波の半周期平均値はVav=2Vm/π

問58

正弦波交流の波形因数(実効値/平均値)の値に最も近いものはどれか。

1約0.9
✔約1.11
3約1.41
4約1.57
5約2.0

解説：波形因数=実効値/平均値=(Vm/√2)/(2Vm/π)=π/(2√2)≈1.11

問59

フーリエ級数展開において、方形波(矩形波)に含まれる主な高調波成分の特徴として正しいものはどれか。

1偶数次高調波のみを含む
✔奇数次高調波のみを含む(対称方形波の場合)
3高調波を含まず基本波のみである
4すべての次数が同じ振幅で含まれる
5高調波は周波数に無関係に一定である

解説：対称な方形波は奇数次高調波のみを含む

問60

理想的なオペアンプを用いた積分回路(コンデンサを帰還要素に用いた回路)の出力の特徴として正しいものはどれか。

1入力を微分した波形が出力される
✔入力を積分した波形が出力される
3入力をそのまま出力する
4入力を反転するだけで変形しない
5出力は常に一定値になる

解説：コンデンサを帰還要素とするオペアンプ回路は積分回路として動作する

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