機械｜電験三種試験
この科目には 110問あります。くり返し出ているものから並べています。
問題が多い回は令和8年度上期 機械（22問）・令和7年度上期 機械（22問）・令和7年度下期 機械（22問）です。
問題一覧
- 令和8年度上期 機械 問19(選択問題)
- 令和8年度上期 機械 問20(選択問題)
- 令和8年度上期 機械 問21(選択問題)
- 令和8年度上期 機械 問22(選択問題)
- 令和7年度下期 機械 問19(選択問題)
- 令和7年度下期 機械 問20(選択問題)
- 令和7年度下期 機械 問21(選択問題)
- 令和7年度下期 機械 問22(選択問題)
- 令和7年度上期 機械 問19(選択問題)
- 令和7年度上期 機械 問20(選択問題)
- 令和7年度上期 機械 問21(選択問題)
- 令和7年度上期 機械 問22(選択問題)
- 令和6年度下期 機械 問19(選択問題)
- 令和6年度下期 機械 問20(選択問題)
- 令和6年度下期 機械 問21(選択問題)
- 令和6年度下期 機械 問22(選択問題)
- 令和6年度上期 機械 問19(選択問題)
- 令和6年度上期 機械 問20(選択問題)
- 令和6年度上期 機械 問21(選択問題)
- 令和6年度上期 機械 問22(選択問題)
- 令和7年度上期 機械 問52 台の同期発電機を並列運転するためには，両発電機の［(ア)］に加えて，電圧の大きさ及び［(イ)］が一致していなければならない。発電機の並列に際し，これらの条件が一つでも満足されていなければ，並列と同時にじょう乱が発生するので，［(ウ)］を用いてこれらの3 条件が一致した同期状態にあることを確認したうえで並列する必要がある。上記の記述中の空白箇所(ア)～(ウ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
- 令和8年度上期 機械 問142 進数，10 進数，16 進数に関する記述として，誤っているものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
- 令和6年度上期 機械 問4V/f 一定制御インバータで駆動されている6 極の誘導電動機がある。この電動機は，端子電圧をV[V]，周波数をf [Hz]として，V/f 比=4 一定制御インバータによって66 Hz で駆動されている。このときの滑りは5 ％であった。この誘導電動機の回転速度[min⁻¹]の値として，正しいのは次のうちどれか。
- 令和7年度下期 機械 問4あるかご形三相誘導電動機を定格電圧でY-Δ始動したところ，始動トルクは49.0 N･m であった。また，Δ結線での全電圧始動時（定格電圧）の始動トルクは定格運転時の210 ％である。この電動機の定格運転時のトルクの値［N･m］として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
- 令和7年度上期 機械 問9ある変圧器の負荷力率100 ％における全負荷効率は98 ％である。この変圧器の負荷力率80 ％における全負荷効率[％]の値として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
- 令和8年度上期 機械 問1いろいろな直流機に関する記述として，誤っているものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
- 令和8年度上期 機械 問12リチウムイオン二次電池と比較した電気二重層キャパシタの特徴に関する記述として，誤っているものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
- 令和7年度上期 機械 問13一般のフィードバック制御系においては，制御系の安定性が要求され，制御系の特性を評価するものとして，［(ア)］特性と過渡特性がある。サーボ制御系では，目標値の変化に対する追従性が重要であり，過渡特性を評価するものとして，［(イ)］応答の遅れ時間，立上り時間，［(ウ)］などが用いられる。上記の記述中の空白箇所(ア)～(ウ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
- 令和7年度上期 機械 問4一般的な三相かご形誘導電動機がある。出力が大きい定格運転条件では，誘導機の等価回路の電流は，｢二次電流≫励磁電流｣であるから，励磁回路を省略しても特性をほぼ表現できる。さらに，｢二次抵抗による電圧降下≫その他の電圧降下｣となるので，一次抵抗と漏れリアクタンスを省略しても，おおよその特性を検討できる。このような電動機でトルク一定負荷の場合に，電流80 A の定格運転から電源電圧と周波数を共に5 ％下げて回転速度を少し下げた。このときの電動機の電流の値[A]として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
- 令和7年度上期 機械 問3三相かご形誘導機に関する記述として，誤っているものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
- 令和7年度下期 機械 問6三相同期発電機があり，無負荷で端子電圧(線間)15.2 kV を発生させるのに必要な界磁電流は500 A である。この界磁電流を100 A にして短絡試験を行ったとき，短絡電流860 A が流れた。界磁電流が500 A のとき，この発電機の同期インピーダンス[Ω]の値として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
- 令和7年度上期 機械 問15三相誘導電動機について，次の(a)及び(b)に答えよ。
- 令和7年度上期 機械 問16三相誘導電動機について，次の(a)及び(b)に答えよ。
- 令和6年度上期 機械 問14二つのビットパターン1101 と1011 のビットごとの論理演算を行う。排他的論理和(ExOR)は［(ア)］，否定論理和(NOR)は［(イ)］であり，［(ア)］と［(イ)］との論理和(OR)は［(ウ)］である。1011 と［(ウ)］との排他的論理和(ExOR)の結果を2 進数と考え，その数値を16 進数で表すと［(エ)］である。上記の記述中の空白箇所(ア)～(エ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
- 令和8年度上期 機械 問6二つの同期発電機A とB を図に示すように平衡した三相交流の母線に接続し並行運転するとき，両発電機の起電力Ė₁ とĖ₂ が等しくなるように発電機の速度および界磁電流が調整される。起電力Ė₁ とĖ₂ に差がある場合，両発電機間には横流と呼ばれる循環電流が流れ，損失増加の一要因となる。発電機A とB は同一仕様で同一特性を持ち，同一速度で回転している。定格電圧Vn は6 000 V，定格容量P は4 500 kV･A，短絡比S は1.25 である。Ė₁ とĖ₂ の差が|Ė₁－Ė₂|＝400 V であるとき，横流の実効値[A]として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
- 令和8年度上期 機械 問10入力交流電圧波形vs に対し，図のような入力電流波形is となる電力変換回路として，正しいのは次のうちどれか。ただし，交流電源のインピーダンスは無視できるものとし，電力変換回路における平滑リアクトルは十分に大きなインダクタンスを持っているものとする。
- 令和6年度上期 機械 問9単相変圧器の一次側に電流計，電圧計及び電力計を接続して，二次側を短絡し，一次側に定格周波数の電圧を供給し，電流計が40 A を示すよう一次側の電圧を調整したところ，電圧計は80 V，電力計は1 200 W を示した。この変圧器の一次側からみた漏れリアクタンス[Ω]の値として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。ただし，電流計，電圧計及び電力計は理想的な計器であるものとする。
- 令和7年度下期 機械 問9単相変圧器の一次側に電流計，電圧計及び電力計を接続して，短絡試験を行う。二次側を短絡し，一次側に定格周波数の電圧を供給し，電流計が30 A を示すように一次側の電圧を調整したところ，電圧計は150 V，電力計は1 350 W を示した。この変圧器の一次側からみた漏れリアクタンスの値[Ω]として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。ただし，変圧器の励磁回路のインピーダンスは無視し，電流計，電圧計及び電力計は理想的な計器であるものとする。
- 令和8年度上期 機械 問15周波数が60 Hz の電源で駆動されている4 極の三相同期電動機(星形結線)があり，端子の相電圧V は400／√3 V，電機子電流IM は200 A，力率1 で運転している。1 相の同期リアクタンスxs［Ω］は1.00 Ωであり，電機子の巻線抵抗，及び機械損などの損失は無視できるものとして，次の(a)及び(b)の問に答えよ。
- 令和8年度上期 機械 問16周波数が60 Hz の電源で駆動されている4 極の三相同期電動機(星形結線)があり，端子の相電圧V は400／√3 V，電機子電流IM は200 A，力率1 で運転している。1 相の同期リアクタンスxs［Ω］は1.00 Ωであり，電機子の巻線抵抗，及び機械損などの損失は無視できるものとして，次の(a)及び(b)の問に答えよ。
- 令和7年度下期 機械 問5回転界磁形同期電動機が停止している状態で，固定子巻線に対称三相交流電圧を印加すると回転磁界が生じる。しかし，励磁された回転子磁極が受けるトルクは，同じ大きさで向きが交互に変わるので，その平均トルクは零になり電動機は起動しない。これを改善するために，回転子の磁極面に［(ア)］を施す。これは，［(イ)］と同じ起動原理を利用したもので，誘導トルクによって電動機を起動させる。起動時には，回転磁束によって誘導される高電圧によって絶縁が破壊するおそれがあるので，［(ウ)］を抵抗で短絡して起動する。回転子の回転速度が同期速度に近づくと，この短絡を切り放し［(エ)］で励磁すると，回転子は同期速度に引き込まれる。上記の記述中の空白箇所(ア)～(エ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
- 令和6年度上期 機械 問5回転界磁形同期電動機が停止している状態で，固定子巻線に対称三相交流電圧を印加すると回転磁界が生じる。しかし，励磁された回転子磁極が受けるトルクは，同じ大きさで向きが交互に変わるので，その平均トルクは零になり電動機は起動しない。これを改善するために，回転子の磁極面に［(ア)］を施す。これは，［(イ)］と同じ起動原理を利用したもので，誘導トルクによって電動機を起動させる。起動時には，回転磁束によって誘導される高電圧によって絶縁が破壊するおそれがあるので，［(ウ)］を抵抗で短絡して起動する。回転子の回転速度が同期速度に近づくと，この短絡を切り放し［(エ)］で励磁すると，回転子は同期速度に引き込まれる。上記の記述中の空白箇所(ア)～(エ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
- 令和6年度下期 機械 問17図1 に示す降圧チョッパの回路は，電圧E の直流電源，スイッチングするパワー半導体デバイスS，ダイオードD，リアクトルL，及び抵抗R の負荷から構成されている。また，図2 には，図1 の回路に示すダイオードD の電圧vD と負荷の電流iR の波形を示す。次の(a)及び(b)の問に答えよ。
- 令和6年度下期 機械 問18図1 に示す降圧チョッパの回路は，電圧E の直流電源，スイッチングするパワー半導体デバイスS，ダイオードD，リアクトルL，及び抵抗R の負荷から構成されている。また，図2 には，図1 の回路に示すダイオードD の電圧vD と負荷の電流iR の波形を示す。次の(a)及び(b)の問に答えよ。
- 令和8年度上期 機械 問17図1 は三相ダイオード全波整流器を示している。入力電圧va，vb，vc は①式のとおりであるとき，出力電圧vd は図2 の太線に示すように線間電圧の絶対値のうち最も高いものが出力される。次の(a)及び(b)の問に答えよ。
- 令和8年度上期 機械 問18図1 は三相ダイオード全波整流器を示している。入力電圧va，vb，vc は①式のとおりであるとき，出力電圧vd は図2 の太線に示すように線間電圧の絶対値のうち最も高いものが出力される。次の(a)及び(b)の問に答えよ。
- 令和6年度上期 機械 問17図1 は，IGBT を用いた単相ブリッジ接続の電圧形インバータを示す。直流電圧Ed [V]は，一定値と見なせる。出力端子には，インダクタンスL [H]で抵抗値R [Ω]の誘導性負荷が接続されている。この電圧形インバータの出力電圧v₀，出力電流i₀ が図2 のようになった。インバータの動作モードを図2 に示す①～④として本モードは周期T [s]で繰り返されるものとする。なお，上下スイッチの短絡を防ぐデッドタイムは考慮しない。次の(a)及び(b)の問に答えよ。
- 令和6年度上期 機械 問18図1 は，IGBT を用いた単相ブリッジ接続の電圧形インバータを示す。直流電圧Ed [V]は，一定値と見なせる。出力端子には，インダクタンスL [H]で抵抗値R [Ω]の誘導性負荷が接続されている。この電圧形インバータの出力電圧v₀，出力電流i₀ が図2 のようになった。インバータの動作モードを図2 に示す①～④として本モードは周期T [s]で繰り返されるものとする。なお，上下スイッチの短絡を防ぐデッドタイムは考慮しない。次の(a)及び(b)の問に答えよ。
- 令和7年度上期 機械 問12図に示すような幅6 m，奥行き8 m の長方形の駐車場の四隅に柱を立て，各柱の地上から5 m の頂点に全光束5 000 lm のランプを設置した。駐車場の中心O の水平面照度[lx]の値として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。ただし，各ランプは均等光源とする。
- 令和7年度下期 機械 問11図に示すように，電動機が減速機と組み合わされて負荷を駆動している。このときの電動機の回転速度nm が1 200 min⁻¹，トルクTm が100 N･m であった。減速機の減速比が6，効率が0.96 のとき，負荷の回転速度nL [min⁻¹]，軸トルクTL [N･m]及び軸入力PL [kW]の値として，最も近いものを組み合わせたのは次のうちどれか。
- 令和6年度下期 機械 問11図に示すように，電動機が減速機と組み合わされて負荷を駆動している。このときの電動機の回転速度nm が1 200 min⁻¹，トルクTm が100 N･m であった。減速機の減速比が6，効率が0.96 のとき，負荷の回転速度nL [min⁻¹]，軸トルクTL [N･m]及び軸入力PL [kW]の値として，最も近いものを組み合わせたのは次のうちどれか。
- 令和6年度下期 機械 問10図に示す太陽光発電用パワーコンディショナに関する記述として，誤っているものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
- 令和8年度上期 機械 問13図のようなブロック線図で示す制御系がある。出力信号C(jω)の入力信号R(jω)に対する比，すなわちC(jω)／R(jω)を示す式として，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
- 令和7年度上期 機械 問10図のような直流チョッパがある。直流電源電圧E=400 V，平滑リアクトルL=1 mH，負荷抵抗R=10 Ω，スイッチS の動作周波数f=10 kHz，通流率d=0.6 で回路が定常状態になっている。D はダイオードである。このとき負荷抵抗に流れる電流の平均値[A]として最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
- 令和7年度上期 機械 問17図のように他励直流機を直流チョッパで駆動する。電源電圧はE＝200 V で一定とし，直流機の電機子電圧をV とする。IGBT Q₁ 及びQ₂ をオンオフ動作させるときのスイッチング周波数は500 Hz であるとする。なお，本問では直流機の定常状態だけを扱うものとする。次の(a)及び(b)の問に答えよ。
- 令和7年度上期 機械 問18図のように他励直流機を直流チョッパで駆動する。電源電圧はE＝200 V で一定とし，直流機の電機子電圧をV とする。IGBT Q₁ 及びQ₂ をオンオフ動作させるときのスイッチング周波数は500 Hz であるとする。なお，本問では直流機の定常状態だけを扱うものとする。次の(a)及び(b)の問に答えよ。
- 令和7年度下期 機械 問13図のブロック線図で示す制御系において，R(jω)とC(jω)間の合成周波数伝達関数C(jω)／R(jω)を示す式として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
- 令和7年度上期 機械 問14図の論理回路に，図に示す入力A，B 及びC を加えたとき，出力X として正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
- 令和6年度下期 機械 問14図の論理回路に，図に示す入力A，B 及びC を加えたとき，出力X として正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
- 令和8年度上期 機械 問2図は，磁極数が2 の直流発電機を模式的に表したものである。電機子巻線については，1 巻き分のコイルを示している。電機子の直径D は0.5 m，電機子導体の有効長l は0.5m，ギャップの磁束密度B は，図の状態のように電機子導体が磁極の中心付近にあるとき一定で0.4 T，回転速度n は1 500 min⁻¹ である。図の状態におけるこの1 巻きのコイルに誘導される起電力e の値[V]として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
- 令和6年度下期 機械 問6定格出力11 000 kV･A，定格電圧6 600 V の三相同期発電機がある。三相短絡電流750 A を流すのに必要な界磁電流が54 A である場合，この発電機の定格電流に等しい三相短絡電流を流すのに必要な界磁電流[A]の値として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
- 令和7年度上期 機械 問6定格出力7 500 kV･A，定格電圧(線間電圧)3 300 V の星形結線三相同期発電機がある。また，定格電流に等しい持続短絡電流を流すのに必要な界磁電流は200 A，無負荷で定格電圧を発生するのに必要な界磁電流は240 A であった。発電機の出力端で三相短絡事故が発生したときに発電機の巻線に流れる持続短絡電流の実効値[A]として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
- 令和8年度上期 機械 問4定格周波数50 Hz，6 極のかご形三相誘導電動機があり，トルク200 N･m，機械出力20 kW で定格運転している。このときの二次入力(同期ワット)の値[kW]として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。ただし，機械損は無視するものとする。
- 令和6年度上期 機械 問15定格周波数60 Hz，6 極の三相巻線形誘導電動機があり，二次巻線を短絡して定格負荷で運転したときの回転速度は1 170 min⁻¹ である。この電動機について，次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし，電動機の二次抵抗値が一定のとき，滑りとトルクは比例関係にあるものとする。
- 令和6年度上期 機械 問16定格周波数60 Hz，6 極の三相巻線形誘導電動機があり，二次巻線を短絡して定格負荷で運転したときの回転速度は1 170 min⁻¹ である。この電動機について，次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし，電動機の二次抵抗値が一定のとき，滑りとトルクは比例関係にあるものとする。
- 令和6年度下期 機械 問9定格容量100 kV･A，定格一次電圧6.3 kV で特性の等しい単相変圧器が2 台あり，各変圧器の定格負荷時の負荷損は1 600 W である。この変圧器2 台をV-V 結線し，一次電圧6.3 kV にて90 kW の三相平衡負荷をかけたとき，2 台の変圧器の負荷損の合計値[W]として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。ただし，負荷の力率は1 とする。
- 令和8年度上期 機械 問9定格容量100kV･A の単相変圧器3 台をΔ－Δ結線した1 組の三相変圧器として使用可能な容量をPΔ[kV・A]とする。これに対して，同一仕様の単相変圧器1 台を追加し，V－V 結線の三相変圧器を2 組並列運転で使用する場合の合計容量をP[kV・A]とする。このとき，PΔ に対するP の比であるP／PΔ の値について，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
- 令和7年度下期 機械 問15定格容量50 kV･A の単相変圧器がある。この変圧器を定格電圧，力率100 ％，全負荷の3／4 の負荷で運転したとき，鉄損と銅損が等しくなり，そのときの効率は98.2 ％であった。この変圧器について，次の(a)及び(b)に答えよ。ただし，鉄損と銅損以外の損失は無視できるものとする。
- 令和7年度下期 機械 問16定格容量50 kV･A の単相変圧器がある。この変圧器を定格電圧，力率100 ％，全負荷の3／4 の負荷で運転したとき，鉄損と銅損が等しくなり，そのときの効率は98.2 ％であった。この変圧器について，次の(a)及び(b)に答えよ。ただし，鉄損と銅損以外の損失は無視できるものとする。
- 令和6年度下期 機械 問15定格電圧6 600 V，定格出力8 MV･A の三相同期発電機がある。この三相同期発電機において，界磁電流が200 A における無負荷端子電圧は6 600 V であり，この界磁電流での三相短絡電流は800 A であった。この三相同期発電機について，次の(a)及び(b)の問に答えよ。なお，この三相同期発電機の突極性は無視し，電機子巻線抵抗及び鉄損と機械損は十分小さく，計算上は無視できるものとする。
- 令和6年度下期 機械 問16定格電圧6 600 V，定格出力8 MV･A の三相同期発電機がある。この三相同期発電機において，界磁電流が200 A における無負荷端子電圧は6 600 V であり，この界磁電流での三相短絡電流は800 A であった。この三相同期発電機について，次の(a)及び(b)の問に答えよ。なお，この三相同期発電機の突極性は無視し，電機子巻線抵抗及び鉄損と機械損は十分小さく，計算上は無視できるものとする。
- 令和8年度上期 機械 問11巻上機によって質量1 000 kg の物体を毎秒0.5 m の一定速度で巻き上げているときの電動機出力の値[kW]として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。ただし，機械効率は90 ％，ロープの質量及び加速に要する動力については考慮しないものとする。
- 令和6年度上期 機械 問11巻上機によって質量1 200 kg の物体を0.3 m/s の一定速度で巻き上げているときの電動機出力[kW]の値として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。ただし，機械効率は98 ％，重力加速度は9.8m/s²，ロープの質量及び加速に要する動力については考慮しないものとする。
- 令和7年度上期 機械 問11巻上機によって電動機出力4 kW で質量900 kg の物体を一定速度で巻き上げているときの巻上速度の値[m/s]として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。ただし，機械効率は90 ％，ロープの質量及び加速に要する動力については考慮しないものとする。なお，重力加速度は9.8 m/s² とする。
- 令和6年度下期 機械 問3巻線形誘導電動機のトルク-回転速度曲線は，電源電圧及び［(ア)］が一定のとき，発生するトルクと回転速度との関係を表したものである。この曲線は，ある滑りの値でトルクが最大となる特性を示す。このトルクを最大トルク又は［(イ)］トルクと呼んでいる。この最大トルクは［(ウ)］回路の抵抗には無関係である。巻線形誘導電動機のトルクは［(ウ)］回路の抵抗と滑りの比に関係するので，［(ウ)］回路の抵抗がk 倍になると，前と同じトルクが前の滑りのk 倍の点で起こる。このような現象は［(エ)］と呼ばれ，巻線形誘導電動機の始動特性の改善及び速度制御に広く用いられている。上記の記述中の空白箇所(ア)～(エ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
- 令和7年度下期 機械 問14次のフローチャートに従って作成したプログラムを実行したとき，印字されるA，B の値として，正しい組合せを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
- 令和7年度下期 機械 問17次の図は，パワー半導体デバイスとしてダイオードを用いた三相整流装置の回路を示す。平滑リアクトルのインダクタンスLd [H]は十分に大きく，直流電流Id [A]は一定になっているものとする。交流側にリアクタンスXL [Ω]のリアクトルがあると転流時に重なり角が生じ，直流電圧が降下する。また，ダイオードの順電圧降下VF [V]によっても直流電圧が降下する。これら以外の電圧降下は無視する。入力交流電圧がVL [V]のときのこの整流装置の出力電圧Vd [V]は次式で求められる。
- 令和7年度下期 機械 問18次の図は，パワー半導体デバイスとしてダイオードを用いた三相整流装置の回路を示す。平滑リアクトルのインダクタンスLd [H]は十分に大きく，直流電流Id [A]は一定になっているものとする。交流側にリアクタンスXL [Ω]のリアクトルがあると転流時に重なり角が生じ，直流電圧が降下する。また，ダイオードの順電圧降下VF [V]によっても直流電圧が降下する。これら以外の電圧降下は無視する。入力交流電圧がVL [V]のときのこの整流装置の出力電圧Vd [V]は次式で求められる。
- 令和7年度上期 機械 問7次の文章は，スイッチトリラクタンスモータ(SRM)に関する記述である。一般に，SRM の構造は，固定子の巻線が［(ア)］，回転子の形状が［(イ)］となっている。固定子の巻線に流す電流をスイッチで切り替えると，［(イ)］の回転子が，固定子の磁極に引き付けられて回転する。このモータは，回転子の構造が簡単で強固であるため，［(ウ)］に適している。また，ネオジムなどの［(エ)］を使用せず，鉄心と巻線のみで磁気回路を構成できる特長を有する。上記の記述中の空白箇所(ア)～(エ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
- 令和7年度下期 機械 問7次の文章は，ステッピングモータに関する記述である。ステッピングモータはパルスモータとも呼ばれ，駆動回路に与えられた［(ア)］に比例する［(イ)］だけ回転するものである。したがって，このモータはパルスを周期的に与えたとき，そのパルスの［(ウ)］に比例する回転速度で回転し，入力パルスを停止すれば回転子も停止する。ステッピングモータはパルスが送られるたびに定められた角度θ [°]を1 ステップとして回転する。この1 パルス当たりの回転角度を［(エ)］という。ステッピングモータには，永久磁石形，可変リラクタンス形，ハイブリッド形などがあり，永久磁石形ステッピングモータでは，無通電状態でも回転子位置を［(オ)］が働く特徴がある。上記の記述中の空白箇所(ア)～(オ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
- 令和6年度下期 機械 問13次の文章は，プロセス制御に関する記述である。プロセス制御にはPID 制御が非常によく用いられている。その中で積分動作は主として［(ア)］特性の改善に，微分動作は［(イ)］特性の改善に有効であり，また，［(ウ)］動作は両方の特性を，ともにある程度改善することができる。これらの動作をディジタル処理を介して行う方法が最近よく用いられている。上記の記述中の空白箇所(ア)～(ウ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
- 令和6年度上期 機械 問7次の文章は，一般的な電気機器(変圧器，直流機，誘導機，同期機)の共通点に関する記述である。ａ ［(ア)］と［(イ)］は，磁束の大きさ一定，電源電圧(交流機では周波数も)一定のとき回転速度の変化でトルクが変化する。ｂ 一次巻線に負荷電流と励磁電流を重畳して流す［(イ)］と［(ウ)］は，特性計算に用いる等価回路がよく似ている。ｃ 負荷電流が電機子巻線を流れる［(ア)］と［(エ)］は，界磁磁束と電機子反作用磁束のベクトル和の磁束に比例する誘導起電力が発生する。上記の記述中の空白箇所(ア)～(エ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
- 令和6年度上期 機械 問3次の文章は，三相の誘導機に関する記述である。固定子の励磁電流による同期速度の［(ア)］と回転子との速度の差(相対速度)によって回転子に電圧が発生し，その電圧によって回転子に電流が流れる。トルクは回転子の電流と磁束とで発生するので，トルク特性を制御するため，巻線形誘導機では回転子巻線の回路をブラシと［(イ)］で外部に引き出して二次抵抗値を調整する方式が用いられる。回転子の回転速度が停止(滑りs=1)から同期速度(滑りs=0)の間，すなわち，1＞s＞0 の運転状態では，磁束を介して回転子の回転方向にトルクが発生するので誘導機は［(ウ)］となる。回転子の速度が同期速度より高速の場合，磁束を介して回転子の回転方向とは逆の方向にトルクが発生し，誘導機は［(エ)］となる。上記の記述中の空白箇所(ア)～(エ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
- 令和8年度上期 機械 問5次の文章は，三相同期発電機に関する記述である。三相同期発電機は，水車を原動機とする水車発電機や，蒸気タービンを原動機とするタービン発電機などに用いられている。水車発電機では，水車の回転速度が比較的［(ア)］ため，発電機の極数を［(イ)］しなければならない。また，水車発電機の回転子は，軸方向に比べて直径が［(ウ)］なっている。タービン発電機の回転子は，水車発電機に比べて回転速度が［(エ)］ので，回転子の機械的強度の関係から，回転子の直径は軸方向の長さに比べて［(オ)］した設計になっている。上記の記述中の空白箇所(ア)～(オ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
- 令和6年度下期 機械 問5次の文章は，三相同期発電機に関する記述である。三相同期発電機は，水車を原動機とする水車発電機や，蒸気タービンを原動機とするタービン発電機などに用いられている。水車発電機では，水車の回転速度が比較的［(ア)］ため，発電機の極数を［(イ)］しなければならない。また，水車発電機の回転子は，軸方向に比べて直径が［(ウ)］なっている。タービン発電機の回転子は，水車発電機に比べて回転速度が［(エ)］ので，回転子の機械的強度の関係から，回転子の直径は軸方向の長さに比べて［(オ)］した設計になっている。上記の記述中の空白箇所(ア)～(オ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
- 令和8年度上期 機械 問7次の文章は，交流整流子モータに関する記述である。交流整流子モータは，直流直巻電動機に類似した構造となっている。直流直巻電動機では，加える直流電圧の極性を逆にしても，磁束と電機子電流の向きが共に［(ア)］ので，トルクの向きは変わらない。交流整流子モータは，この原理に基づき回転力を得ている。構造上の特徴として，交流整流子モータでは，磁気回路の磁束が交番するので，界磁鉄心および継鉄を［(イ)］としていることが挙げられる。交流整流子モータは，一般に始動トルクが大きく，回転速度が［(ウ)］なので，電気ドリル，電気掃除機，小型ミキサなどのモータとして用いられている。なお，小容量のものでは，交流と直流の両方に使用できるものもあり，［(エ)］と呼ばれる。上記の記述中の空白箇所(ア)～(エ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
- 令和6年度下期 機械 問7次の文章は，交流機における電機子巻線法に関する記述である。電機子巻線法には，1 相のコイルをいくつかのスロットに分けて配置する［(ア)］と，集中巻がある。［(ア)］の場合，各極各相のスロット数は［(イ)］となる。［(ア)］において，コイルピッチを極ピッチよりも短くした巻線法を［(ウ)］と呼ぶ。この巻線法を採用すると，［(エ)］は小さくなるが，コイル端を短くできることや，［(オ)］が改善できるなどの利点があるため，一般的によく用いられている。上記の記述中の空白箇所(ア)～(オ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
- 令和6年度上期 機械 問10次の文章は，単相半波ダイオード整流回路に関する記述である。抵抗とリアクトルとを直列接続した負荷に電力を供給する単相半波ダイオード整流回路を図1 に示す。スイッチS を開いて運転したときに，負荷力率に応じて負荷電圧ed の波形は図2 の［(ア)］となり，負荷電流id の波形は図2 の［(イ)］となった。次にスイッチS を閉じ，環流ダイオードを接続して運転したときには，負荷電圧ed の波形は図2 の［(ウ)］となり，負荷電流の流れる期間は，スイッチS を開いて運転したときよりも［(エ)］。上記の記述中の空白箇所(ア)～(エ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
- 令和6年度下期 機械 問8次の文章は，単相単巻変圧器に関する記述である。巻線の一部が一次と二次との回路に共通になっている変圧器を単巻変圧器という。巻線の共通部分を［(ア)］，共通でない部分を［(イ)］という。単巻変圧器では，［(ア)］の端子を一次側に接続し，［(イ)］の端子を二次側に接続して使用すると通常の変圧器と同じように動作する。単巻変圧器の［(ウ)］は，二次端子電圧と二次電流との積である。単巻変圧器は，巻線の一部が共通であるため，漏れ磁束が［(エ)］，電圧変動率が［(オ)］。上記の記述中の空白箇所(ア)～(オ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
- 令和6年度上期 機械 問8次の文章は，単相変圧器の簡易等価回路に関する記述である。変圧器の電気的な特性を考える場合，等価回路を利用すると都合がよい。また，等価回路は負荷も含めた電気回路として考えると便利であり，特に二次側の諸量を一次側に置き換え，一次側の回路はそのままとした｢一次側に換算した簡易等価回路｣は広く利用されている。一次巻線の巻数をN₁，二次巻線の巻数をN₂ とすると，巻数比a はa＝N₁／N₂ で表され，このa を使用すると二次側諸量の一次側への換算は以下のように表される。V̇₂′：二次電圧V̇₂ を一次側に換算したもの V̇₂′＝［(ア)］･V̇₂ İ₂′：二次電流İ₂ を一次側に換算したもの İ₂′＝［(イ)］･İ₂ r₂′：二次抵抗r₂ を一次側に換算したもの r₂′＝［(ウ)］･r₂ x₂′：二次漏れリアクタンスx₂ を一次側に換算したもの x₂′＝［(エ)］･x₂ ŻL′：負荷インピーダンスŻL を一次側に換算したもの ŻL′＝［(オ)］･ŻL ただし，'(ダッシュ)の付いた記号は，二次側諸量を一次側に換算したものとし，'(ダッシュ)のない記号は二次側諸量とする。上記の記述中の空白箇所(ア)～(オ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
- 令和7年度上期 機械 問8次の文章は，太陽光発電設備におけるパワーコンディショナに関する記述である。近年，住宅に太陽光発電設備が設置され，低圧配電線に連系されることが増えてきた。連系のためには，太陽電池と配電線との間にパワーコンディショナが設置される。パワーコンディショナは［(ア)］と系統連系用保護装置とが一体になった装置である。パワーコンディショナは，連系中の配電線で事故が生じた場合に，太陽光発電設備が［(イ)］状態を継続しないように，これを検出して太陽光発電設備を系統から切り離す機能をもっている。パワーコンディショナには，［(イ)］の検出のために，電圧位相や［(ウ)］の急変などを常時監視する機能が組み込まれている。ただし，配電線側で発生する［(エ)］に対しては，系統からの不要な切り離しをしないよう対策がとられている。上記の記述中の空白箇所(ア)～(エ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
- 令和6年度上期 機械 問1次の文章は，直流機に関する記述である。直流機では固定子と回転子の間で直流電力と機械動力の変換が行われる。この変換を担う機構の一種にブラシと整流子とがあり，これらを用いた直流機では通常，界磁巻線に直流の界磁電流を流し，［(ア)］を回転子とする。このブラシと整流子を用いる直流機では，電機子反作用への対策として補償巻線や補極が設けられる。ブラシと整流子を用いる場合には，補極や補償巻線を設けないと，電機子反作用によって，固定子から見た［(イ)］中性軸の位置が変化するために，これに合わせてブラシを移動しない限りブラシと整流子片との間に［(ウ)］が生じて整流子片を損傷するおそれがある。なお，小形機では，補償巻線と補極のうち［(エ)］が一般的に用いられる。上記の記述中の空白箇所(ア)～(エ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
- 令和6年度上期 機械 問13次の文章は，自動制御に関する記述である。機械，装置及び製造ラインの運転や調整などを制御装置によって行うことを自動制御という。自動制御は，シーケンス制御と［(ア)］制御とに大別される。シーケンス制御は，あらかじめ定められた手順や判断によって制御の各段階を順に進めていく制御である。この制御を行うための機器として電磁リレーがある。電磁リレーを用いた［(イ)］シーケンス制御をリレーシーケンスという。リレーシーケンスにおいて，2 個の電磁リレーのそれぞれのコイルに，相手のb 接点を直列に接続して，両者が決して同時に働かないようにすることを［(ウ)］という。シーケンス制御の動作内容の確認や，制御回路設計の手助けのために，横軸に時間を表し，縦軸にコイルや接点の動作状態を表したものを［(エ)］という。上記の記述中の空白箇所(ア)～(エ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
- 令和7年度下期 機械 問3次の文章は，誘導電動機の始動に関する記述である。ａ．三相巻線形誘導電動機は，二次回路を調整して始動する。トルクの比例推移特性を利用して，トルクが最大値となる滑りを［(ア)］付近になるようにする。具体的には，二次回路を［(イ)］で引き出して抵抗を接続し，二次抵抗値を定格運転時よりも大きな値に調整する。ｂ．三相かご形誘導電動機は，一次回路を調整して始動する。具体的には，始動時はY 結線，通常運転時はΔ結線にコイルの接続を切り替えてコイルに加わる電圧を下げて始動する方法，［(ウ)］を電源と電動機の間に挿入して始動時の端子電圧を下げる方法，及び［(エ)］を用いて電圧と周波数の両者を下げる方法がある。ｃ．三相誘導電動機では，三相コイルが作る磁界は回転磁界である。一方，単相誘導電動機では，単相コイルが作る磁界は交番磁界であり，主コイルだけでは始動しない。そこで，主コイルとは［(オ)］が異なる電流が流れる補助コイルやくま取りコイルを固定子に設けて，回転磁界や移動磁界を作って始動する。上記の記述中の空白箇所(ア)～(オ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
- 令和8年度上期 機械 問3次の文章は，誘導電動機の速度制御に関する記述である。電源周波数f を変えて速度を制御する方式の一つに［(ア)］一定制御がある。これは，f を変化させたときに［(イ)］の強さを一定に保つように入力電圧V も変化させる方式であり，二次抵抗制御方式と比べて効率が高いので小容量機から大容量機まで広く用いられてきた。周波数の可変装置には［(ウ)］電源装置やサイクロコンバータなどがある。［(ア)］一定制御には低速回転時に回転速度や負荷トルクが急変した直後の速度を正確に制御できないという課題があり，この点を改善した速度制御法として［(エ)］制御がある。［(エ)］制御は，速度とトルクを精密に制御でき，始動トルクが［(オ)］，負荷変動の大きなクレーンや工作機械などに用いられる。上記の記述中の空白箇所(ア)～(オ)に当てはまる組合せとして，最も適切なものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
- 令和7年度下期 機械 問8次の文章は，電力用コンデンサに関する記述である。電力用コンデンサには，進相コンデンサ，調相コンデンサ及び直列コンデンサがあり，さらにフィルタ用コンデンサやサージ吸収用コンデンサなどを含めることがある。電力用コンデンサは，一般的に複数枚の薄葉誘電体を金属はく電極とともに巻き込み，リード線を引き出した単位コンデンサの集合で構成し，容器などに収納したものである。また，電極として蒸着金属が用いられることがある。誘電体には，広い面積にわたり厚さが均一であること，適当な機械的強度を有すること，誘電率が［(ア)］その温度変化が少ないこと，誘電正接が［(イ)］絶縁抵抗及び絶縁耐力が［(ウ)］こと，耐熱性に優れ長期安定性に優れていることなどが求められる。電力用コンデンサの［(エ)］点検としては，油漏れ，発錆，がいしの汚損，容器の変形，端子部の過熱及び機器の異常加熱などの有無について確認を行う。また，数年ごとあるいは異常発生時に行う［(オ)］点検として，［(エ)］点検項目のほかにコンデンサの静電容量･損失の測定，端子－外箱間の絶縁抵抗測定，耐電圧試験などを実施する。上記の記述中の空白箇所(ア)～(オ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
- 令和6年度上期 機械 問12熱の伝導は電気の伝導によく似ている。下記は，電気系の量と熱系の量の対応表である。
- 令和7年度上期 機械 問2界磁に永久磁石を用いた小形直流電動機があり，電源電圧は定格の12 V，回転を始める前の静止状態における始動電流は4 A，定格回転数における定格電流は1 A である。定格運転時の効率の値[％]として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。ただし，ブラシによる電圧降下及び電機子反作用は無視できるものとし，損失は電機子巻線による銅損しか存在しないものとする。
- 令和7年度下期 機械 問2界磁に永久磁石を用いた小形直流電動機がある。この電動機の電機子に12 V の電圧を加えたところ，無負荷の状態で3 000 min⁻¹ で回転した。この電圧を維持したまま負荷を与えて，2 A の電機子電流を流したところ，損失が3 W 発生した。このときの回転数[min⁻¹]として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。ただし，ブラシによる電圧降下及び電機子反作用は無視できるものとし，損失は電機子巻線の銅損しか存在しないものとする。
- 令和6年度下期 機械 問2界磁磁束を一定に保った直流電動機が，電機子電圧24 V，電機子電流3.0 A で一定速で駆動されている。このときの直流電動機の回転数は1 500 min⁻¹，出力トルクは0.4 N･m であった。この直流電動機の電機子巻線の抵抗値[Ω]として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。ただし，ブラシによる電圧降下，及び電機子反作用は無視できるものとし，考慮すべき損失は電機子巻線の銅損のみとする。
- 令和7年度下期 機械 問1直流電動機などの原動機では，負荷の増減によって，回転速度やトルクが変化する。直流分巻電動機の速度特性とトルク特性を示す正しい図に最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。ただし，図の負荷電流は電機子電流と界磁電流の和であり，I₀ は無負荷電流の値である。端子電圧と界磁調整器の抵抗値は一定であるとする。
- 令和7年度上期 機械 問1直流電動機に関する記述として，誤っているものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
- 令和6年度上期 機械 問6線間電圧V が360 V，電機子電流I が20 A，力率cosθ が1.0 で運転されている三相同期電動機がある。この電動機の電機子巻線はY 結線，一相の同期リアクタンスxs は6 Ωである。巻線抵抗の電圧降下は無視するものとし，この運転状態における一相の誘導起電力E[V]として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
- 令和6年度下期 機械 問1長さl[m]の導体を磁束密度B[T]の磁束の方向と直角に置き，速度v[m/s]で導体及び磁束に直角な方向に移動すると，導体にはフレミングの［(ア)］の法則により，e=［(イ)］[V]の誘導起電力が発生する。1 極当たりの磁束がΦ[Wb]，磁極数がp，電機子総導体数がZ，巻線の並列回路数がa，電機子の直径がD[m]なる直流機が回転速度n[min⁻¹]で回転しているとき，周辺速度はv=πDn／60 [m/s]となり，直流機の正負のブラシ間には［(ウ)］本の導体が［(エ)］に接続されるので，電機子の誘導起電力E は，E=［(オ)］[V]となる。上記の記述中の空白箇所(ア)～(オ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
- 令和7年度下期 機械 問10電力変換装置では，各種のパワー半導体デバイスが使用されている。パワー半導体デバイスの定常的な動作に関する記述として，誤っているものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
- 令和8年度上期 機械 問8電力用大形変圧器の温度上昇試験の一つに返還負荷法がある。この試験法では，外部電源から鉄損と銅損に相当する電力のみを供給すればよいので試験電源が比較的小規模なものですむ。単相変圧器におけるこの試験の結線方法及び図中に示す鉄損，銅損の供給方法として，次の(1)～(5)のうちから正しいものを一つ選べ。ただし，T₁，T₂ は試験対象となる同じ仕様の変圧器，T₃ は補助変圧器であり，鉄損を供給する電源E の電圧は定格電圧とする。
- 令和6年度上期 機械 問2電機子回路の抵抗が0.20 Ωの直流他励電動機がある。励磁電流，電機子電流とも一定になるように制御されており，電機子電流は50 A である。回転速度が1200 min⁻¹ のとき，電機子回路への入力電圧は110 V であった。励磁電流，電機子電流を一定に保ったまま電動機の負荷を変化させたところ，入力電圧が80 V となった。このときの回転速度[min⁻¹]の値として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。ただし，電機子反作用はなく，ブラシの抵抗は無視できるものとする。
- 令和7年度下期 機械 問12電気炉の壁の外面に垂直に小穴をあけ，温度計を挿入して壁の外面から10 cm と30 cm の箇所で壁の内部温度を測定したところ，それぞれ72 ℃と142 ℃の値が得られた。炉壁の熱伝導率を0.94 W/ (m･K)とすれば，この炉壁からの単位面積当たりの熱損失[W/ m²]の値として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。ただし，壁面に垂直な方向の温度こう配は一定とする。
- 令和6年度下期 機械 問4電源に接続された三相誘導電動機が駆動されている。電源の線間電圧Vn は400 V，電源から供給される線電流Il は25.8 A，力率は0.8 である。この場合の滑りs が4 ％であり，鉄損Pi 及び一次銅損Pc1 の値は，共に，二次銅損Pc2 の値の1／2 である。この場合の二次銅損Pc2 の値[W]として最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。ただし，その他の損失は無視できるものとする。
- 令和6年度下期 機械 問12面積25 m²，厚さ10 cm，熱伝導率0.4 W／(m･K)の壁がある。この壁の内外面の温度差が4 K に保たれているとき，熱伝導によってこの壁を伝わる熱流[W]の値として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
正解と解説は、答え合わせのあとに出ます。
年度別
この科目の問題は 5回ぶんの試験から出ています。いちばん新しいのは令和8年度上期 機械です。年度別に解くと、回ごとにまとめて解けます。