50代のボクです。50代に入ってから電験の勉強を開始し、3年で電験三種、電験二種ホルダーになりました。素人ですが、過去問の解説を試みます。自分で解くなら こんな感じ を分かりやすく示したいと思います。素人解説なので電験二種合格者でも、この程度ということでご勘弁を。
令和4年度 第三種電気主任技術者試験 理論科目 問1
令和4年度(前期?)の理論科目を解いてみました。2年くらい勉強をやめて完全になまっていますが、今回の試験は前半が難しく、後半が比較的 楽に思えました。時間配分に気をつけて時間切れで手を付けれなかった という展開に気をつける必要がありそうです。
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絵も無い問題でイメージは自分で作る必要があります。コンデンサ問題は頻出なので鍛えて得点源にすべきですね。覚えるべき公式は以下
- Q=CV (Q:電荷 C:静電容量 ∨:電圧)
- C=εS/d (ε:誘電率 S:電極面積 d:電極間距離)
- W=C∨2/2 (W:静電エネルギー)
あとは平板コンデンサのイメージから選択肢を判断していきます。
選択肢(1):平板コンデンサ内の電気力線は直線かつ平行です(端部除く)。電位は陽極から負極まで直線的に減少するので等電位面は電気力線に直角です。正しい。
選択肢(2):式1と式2より誘電率が高いほど蓄えられる電荷は増える。誘電率はコンデンサの材料選定で一番重要な要素です。正しい。
選択肢(3):平板コンデンサの場合、電界は、直線的に減少します。各地点の電界を積分すると電圧∨に等しくなります(εの大きさによらず)。電界は直線的に減少するしかない&電位差=電圧∨は一定なので、εの差によって電界に差が生じる余地がありません。よって電界の大きさは同じ。間違い。
選択肢(4):電束とはコンデンサに蓄えられた電荷+QからーQに入る矢印で、電気力線と似た形状になるので、混乱しやすいです。問1は、この混乱を突いている気がします。電束密度は電極の単位面積あたりの電荷量なので一致します。正しい。
選択肢(5):式2と式3より面積Sが増えると静電エネルギーは正比例して増えます。正しい。
電気力線と電束
選択問題としては難しい気がします。電気力線も電束も目に見えない線の話で、イメージ湧きにくいし、公式も空間の中に浮かんでいる電子の話だったりします。ボクも『電界と電束・・・何だっけ?』となって自信を持てずに回答しました。受験生時代は、曖昧な公式を理解しようと頑張っていました。上で挙げた公式も、自分なりの解釈でイメージができるくらいに理解するのが大事と思います。
何か役に立ったら嬉しいです。