コンダクタンス
コンダクタンス（記号：G、単位：S［ジーメンス］）とは、一言で言うと「電気の通しやすさ」を表す値です。
過去問
問題① 抵抗が電流の流れにくさを表す量であるのに対して、あ １ は電流の流れやすさ
を表す量である。
電磁力（でんじりょく）
電磁力（でんじりょく）とは、一言で言うと「磁場（磁石のパワー）の中にある電線に、電気を流したときに発生する『動かす力』」のことです。
この力は、身の回りにある「モーター（電動機）」を回す原理そのものです。
- 力の「向き」＝ フレミングの左手の法則
電磁力の向きは、中学の理科でも習った「フレミングの左手（ひだりて）の法則」で一発で分かります。左手をピストルの形（親指、人差し指、中指をそれぞれ直角）にしてください。
中指: 電気（電流の向き：＋からーへ）
人差し指: 磁石（磁界の向き：Ｎ極からＳ極へ）
親指: 力（電磁力が発生して、電線が動く向き）
指の頭文字をあわせて「電（中指）・磁（人さし指）・力（親指）」と覚えるのが定番です。
過去問
磁界中にある導体に電流が流れると、導体に力が働く。この力を ２ という。
電池で使用される電解液の抵抗率は、 温度が高くなるほど低くなる
過去問のひっかけ
静電誘導とは
静電誘導（せいでんゆうどう）とは、一言で言うと「電気を帯びたモノ（帯電体）を近づけただけで、触れてもいない物体の表面に、プラスやマイナスの電気が引き寄せられて現れる現象」のことです。
現れる電気の種類:
近づけた電気と「反対の性質の電気」が近い側に現れ、「同じ性質の電気」が遠い側に現れます。
（例：マイナスを近づけたら、近い側にはプラス、遠い側にはマイナスが現れる）
過去問①
下図のように、導体Ｂに負に帯電した帯電体Ａを近づけると、帯電体Ａに近い側に帯
電体Ａと異種の電荷が、遠い側には同種の電荷が現れる。この現象を ４ とい
う。
- 「近づけると、近い側に異種、遠い側に同種」というフレーズが出てきたら、脳死で「静電誘導」を選べば100%正解です。
- ひっかけとして「この現象を電磁誘導という」と書かれていたらバツ（✖）にしてください。磁石を動かして電気を作るのが電磁誘導です。
コンデンサの表示の読み方
コンデンサの表面には、大体「3桁の数字 ＋ アルファベット1文字」が印刷されています。
例えば、本体に 「104 J」 と書かれていた場合の意味は以下の通りです。
「104」（最初の3桁の数字）➔ 静電容量（容量の大きさ）
前の2桁（10）が数値、最後の「4」が後ろにつくゼロの数（）を表します。
「Ｊ」（最後のアルファベット）➔ 許容差（どれくらい誤差があるか）
このアルファベットは、設計上の値からどれくらいズレてもOKかという「許容差」のランクを表す記号です。
💡 アルファベット記号の意味（試験に出る3つ）
Ｊ ➔ 許容差
Ｋ ➔ 許容差
Ｍ ➔ 許容差
過去問
問題文に「英文字（ＪやＫなど）」という言葉が出てきたら、選択肢の中から迷わず「許容差」を選んでください。これだけで1点ゲットです。
渦電流が流れるとエネルギーの損失
例題｜鉄心に渦電流（うずでんりゅう）が流れると〜がでたら、電気エネルギーが熱として逃げる損失に関係する問題
熱エネルギーが発生する対策は、これを防ぐために、薄い電磁鋼板（鉄の板）を何枚もシールのようにはり合わせて分厚いブロックにした「積層鉄心（せきそうてっしん）」を使います。ひっかけとして「可変コンデンサ」や「スリップリング」などの無関係なパーツを選ばせてくるので、「渦電流対策＝積層鉄心」のセットで丸暗記してください。
ラジアン (rad)とは
私たちが普段使っている「90度」や「180度」という角度は「度数法」といいます。
これに対して、「半径の長さ」と「円弧（まわりの線の長さ）」がぴったり同じになるときの角度を「1ラジアン」と呼ぼう！ と決めたのがラジアン（弧度法）です。問題文の通り、「半径が1m」で「円弧も1m」のとき、その中心の角度は「1ラジアン（rad）」になります。
（度数法に直すと、だいたい 57.3度 くらいになります。）
交流の大きさを表す値
「実効値（じっこうち）」は、電気の基礎問題で100%出題される超重要キーワードです。
私たちが普段使っているコンセントの「100V（ボルト）」の正体も、実はこの「実効値」のことです。イメージで1発で理解できるように解説します。
実効値とは
交流の電気（コンセントなど）は、プラスとマイナスが波のように常に入れ替わっており、電圧が常に変化しています。これだと「今、結局どれくらいのパワーがあるの？」というのが分かりにくいですよね。
そこで、「直流の電気と同じだけの仕事（熱を発生させるパワー）ができる、交流の有効な平均値」を計算で割り出したものが実効値です。
最大値: 波のてっぺんの一番高い電圧。
実効値: 実際に「有効に使える」電圧（最大値の約70%の大きさ）。
私たちが普段「コンセントは100V」と言っているのはこの実効値のことで、実は波のてっぺん（最大値）は瞬間的に約141Vまで上がっています。
ポイント
題文に「一般には、交流の大きさを表すのに〜」という表現が出てきたら、選択肢の中から迷わず「実効値」を選んでください。
インピーダンス
インピーダンスと力率（りきりつ）は、交流回路の計算問題で必ずセットで出題される超重要キーワードです。
インピーダンス（記号：Z、単位：Ωオメガ）一言で言うと、「交流回路における、電気のトータルの通りにくさ（全体の抵抗）」のことです。
直流回路では「抵抗（R）」だけを考えればよかったのですが、交流回路では、コイルやコンデンサによるお邪魔虫（リアクタンス：X）も暴れ出します。この2つを合体させた全体の抵抗がインピーダンス（Z）です。
- インピーダンスは「交流のトータル抵抗」 ➔ ルートを使った直角三角形の計算（
3：4：5が超頻出）
- 「インピーダンス（抵抗）が大きければ、流れる電気が小さくなるので、ブレーキ（遮断器）も小型の安いもので済む」ということです。
- 水道のホースで例えると…
- 短絡インピーダンスを大きくする
- ➔ ホースを指でギューッと潰して、水の通り道を狭く（抵抗を大きく）します。
- ショートした時の電流が抑えられる
- ➔ ホースを潰しているので、もし先端が破裂（ショート）しても、水はドバドバ出ずにチョロチョロとしか流れません（電流が抑えられる）。
- 遮断器の容量は小さくできる
- ➔ 水の勢いが弱い（チョロチョロ）ので、水を止めるための元栓（遮断器）は、ゴツくて頑丈なバルブではなく、小さな軽いコック（小さな容量）で簡単に止められます。
- インピーダンス大 ➔ 電流が減る ➔ 遮断器は小さく（小容量に）できる！と覚える
力率（りきりつ）
力率（りきりつ）（単位：％ または 小数）
一言で言うと、「送り込まれた電気のうち、無駄にならずに『実際に仕事をした電気の割合（効率）』」のことです。
交流回路にインピーダンス（お邪魔虫）がいると、電圧と電流のタイミングがズレてしまい、送られた電気の一部が仕事をしきれずに素通りしてしまいます。
力率100%（1.0）: 送られた電気が1ミリも無駄なく100%仕事に使われた状態（最高効率）。
力率が低い: 電気が無駄にぐるぐる回っているだけで、効率が悪い状態。
- 力率は「電気の効率」 ➔ 割り算（抵抗÷インピーダンス
）で出す。
今回の答えは、シンプルに 「π÷6（または30度）」 だけ覚えればOKです！
問題文に「Δ（デルタ）結線」と「遅れている」という言葉が見えたら、選択肢から 「π/6」 を選ぶだけで1点取れます。
磁石可動コイル形計器
磁石可動コイル形計器の記号は、、「馬蹄形（U字型）の磁石のマーク」です。
変圧器について
- 電源側が「一次巻線」、負荷側が「二次巻線」です。
- 電磁鋼板の占積率は、記述の通り96%程度で正しいです。
- 絶縁油に浸して「絶縁と冷却」をする方式を油入（ゆにゅう）式と言います。
- 無負荷損（鉄損）は、安全のために高圧側を開放（無負荷）にして、低圧側に定格電圧を加えます。
4．の補足 変圧器のテストをする際、何万ボルトもある「高圧側」に電気を流すと、感電や爆発の危険があり非常に危ないです。
そのため、安全対策として以下の手順を踏みます。
危険な高圧側には何も繋がず、触らない（開放・無負荷）。安全な低圧側（100Vや200Vなど）に電気を流して測定する。 - 交流が広く使われている最大の理由は、変圧器でかんたんに電圧を変えられるからです。
送電線のロスについて
発電所から送られてくる電気は、電線を通るだけで以下の3つの原因で減ってしまいます。
- 抵抗損: 電線そのものの通りにくさで、電気が「熱」に変わって消えるロス。
- コロナ損: 電線からパチパチと音を立てて、「空気中」に電気が漏れるロス。
- がいしの漏れ損: 電線を支える白い陶器（がいし）の表面を伝って、「鉄塔（大地）」に電気が漏れるロス。
多導体
多導体（たどうたい）とは、1本の太い電線の代わりに、「細い電線を2本〜4本まとめて1本として使う」送電線の仕組みのことです。
特徴
- コロナ放電（パチパチする電気の漏れ）を防ぐ
- 電気の通り道を広げて、効率よく大電力を送れる
多導体方式の試験対策
インダクタンス（お邪魔虫） ➔ 減少する（○）
静電容量（電気を蓄える量） ➔ 増加する（○）
コロナ放電 ➔ 減少・抑制する（○）
太陽光発電について
太陽光発電は稼働部品（動くパーツ）がほぼないため、他の発電に比べて保守（メンテナンス）は非常に簡単です。
火力発電
火力発電では、今でも石炭は重要な燃料として大量に使われています。
ボイラや蒸気タービンなどがあり、そのうち蒸気タービンは、発電系統の設備に分類される。
蒸気タービン
蒸気タービンは、発電機を回すための「機械」なので、発電系統ではなく「電気工作物（または機械設備）」に分類されます。
水力発電
水力発電は、バルブを開ければ数分で発電できるため需要の変動にすぐ対応でき、設備も長持ちで、エネルギー効率も80%以上と非常に高いです
開閉器
スイッチの「S」です。電気の世界でスイッチのことを「開閉器（かいへいき）」と呼びます。
漏電遮断器
ブレーカー（電気をバツッと遮断する）の「×」マークです。
誘導灯(白熱灯)
映画館の非常口などで見る、白と緑が半分ずつになっている「誘導灯」の見た目そのもののマークです。
電動弁
記号は、〇にMV
Motor Valve（電動弁）の略です。
三相同期発電機について
発電所の電気は「三相交流」で、それを作るのは「三相同期発電機」。
「
」です (p. 1)。
秒殺のコツ: 「同期速度の式は、上が120！」と覚えておけば、問題文の「60」を見た瞬間に×（バツ）にできます (p. 1)。
電機子巻線法
集中巻（しゅうちゅうまき）: コイルを1か所にギュッとまとめて巻く。
分布巻（ぶんぷまき）: コイルをいくつかの溝にばらして（分布させて）巻く (p. 1)。
試験で狙われるのは、問題6の選択肢3にもあった「分布巻（ぶんぷまき）」のメリットです (p. 1)。
- ⭕ メリット: 電圧の波形がきれいになり（電圧波形の改善）、熱がこもりにくい (p. 1)。
- ❌ デメリット: コイルをばらして巻くため、電線の全体の長さ（コイル端）が長くなってしまう。
集中巻（しゅうちゅうまき）とは、発電機やモーターの内部で、「1つの鉄心の山に対して、コイルを1か所にギュッとまとめて集中させて巻くスタイル」のことです。
- ⭕ メリット: コイルを最短距離で無駄なく巻けるため、電線の長さ（コイル端）を短くできる。
- ❌ デメリット: 1か所に電気と熱が集中するため、電圧の波形が歪みやすく、熱がこもりやすい。
鉄心に「電磁鋼板」を使ってロス（ヒステリシス損）を減らすのは、電気機器の鉄則です
ヒステリシス損
鉄にコイルを巻いて交流の電気を流すと、鉄の中にある無数のミニ磁石たちが、プラスとマイナスの入れ替わり（1秒間に50〜60回）に合わせて、激しく右往左往と向きを変えます。
このとき、ミニ磁石たちが向きを変えるときに起きる「分子同士の摩擦熱」のロスのことをヒステリシス損と言います
「電磁鋼板」にすると、なぜロスが減るの？
電磁鋼板とは、普通の鉄に「ケイ素」という成分を少し混ぜて作った、「磁石の向きがサクサク変わりやすい（摩擦が起きにくい）特殊な鉄」です(p. 1)。
これを使うことで、ミニ磁石たちがスムーズに動けるようになり、摩擦熱（ヒステリシス損）を劇的に減らすことができます(p. 1)。
遮断容量（しゃだんようりょう）
遮断容量（しゃだんようりょう）とは、一言で言うと「ショートなどの大事故が起きたとき、壊れずに安全に電気をストップできる『ブレーキの最大パワー』」のことです。
建物にあるブレーカー（遮断器）の、限界の強さを表す数字だとイメージしてください。
水力発電
水力発電は他のどの発電方法（火力や太陽光など）よりも圧倒的に優等生とされています。→「水力発電は、即応性・長寿命・高効率のメリットがある」
効率がよい理由
- 火力や原子力: 火をつけたり、湯を沸かしてタービンが回るまでに、数時間〜数日という長い時間がかかります。
- 水力発電: ダムのバルブをガチャッと開けて水を落とすだけなので、わずか3分〜5分で発電を開始・ストップできます。
「耐用年数が長い」の理由
水力発電: やっていることは「冷たい水を流して水車を回すだけ」なので、熱による劣化がありません。
適切なメンテナンスをすれば、50年〜100年以上も現役で動き続けるようなお化け寿命の発電所が日本中にゴロゴロあります。
エネルギー変換効率
- 火力・原子力（効率3割〜4割）: 「燃料 ➔ 熱（お湯） ➔ 蒸気の勢い ➔ 回転 ➔ 電気」とステップが多いため、熱が逃げてしまい半分以上がゴミ（無駄）になります。
- 太陽光（効率1.5割〜2割）: 光から電気に変える効率は実はかなり悪いです。
- 水力発電（効率約80％）: 「水の落ちる力（位置エネルギー） ➔ 水車が回る ➔ 電気」と、熱を挟まずにダイレクトに機械を回すため、お邪魔虫（ロス）がほとんどなく、持っているエネルギーの8割をそのまま電気に変えることができます。
材料｜軟鉄について
引張試験を行った際、軟鋼には降伏点がはっきりと表れる。
材料｜チタン
チタンの性質は、軽く、強く、耐食性に優れ、化学工業装置や海水の熱交換器に使われる。
材料｜マグネシウム
実用金属の中で最も軽いですが、「海水（塩水）に対して非常に弱い（腐食しやすい）」という致命的な弱点があります。そのため、海水の熱交換器に使うことは絶対にできません。
衝撃試験について
- 衝撃値が大きい ➔ 衝撃に強い ➔ ネバネバして割れにくい（靭性［じんせい］が大きい）
- 脆性（ぜいせい） ➔ ガラスのように「もろくてパリンと割れやすい」性質のこと
「衝撃値が大きい」と「脆性も大きい」というあべこべの組み合わせが出たら、即×（バツ）にしてください
炭素鋼
- 炭素量0.6％以下（低・中炭素鋼）:
適度な硬さと、粘り強さ（簡単にはパリンと割れない性質）を両立しているため、橋やビルなどの「構造用（建材・機械部品）」に最適です[INDEX]。 - 炭素量0.6％以上（高炭素鋼）：
非常に硬くなりますが、同時にもろく（脆く）なってしまうため、構造用ではなく「工具（ハサミや刃物など）」に用いられます[INDEX]。
🎯 試験対策の秒殺ポイント
- 「炭素量0.6％以下 ➔ 構造用」という組み合わせは、工業材料の基本として丸ごと○（正しい）です
ステンレス鋼
鋼にクロムCrを加えると耐食性が向上し、クロムCrが約12％以上となると大気中
でほとんど腐食されなくなる。このような鋼をステンレス鋼という。
パーライト鋼
パーライト鋼（パーライト組織を持つ鋼）とは、一言で言うと「適度な硬さと、粘り強さをバランスよく両立した最もベーシックな鉄鋼材料」です
エンジニアリングプラスチック
エンジニアリングプラスチック（通称：エンプラ）は、普通のプラスチックよりも「熱に強く（耐熱性）、頑丈で（耐衝撃性）、変形しにくい」という強い特徴を持っています。
そのため、車のエンジンまわりの部品や、歯車（ギア）など、これまで金属で作っていた場所の代わりに「軽くて錆びない代替材料」として広く使われています。
ねずみ鋳鉄
ねずみ鋳鉄、鋳放しのままでも構造用炭素鋼に劣らない強さをもち、靭性・耐熱性・耐摩耗性・耐食性にすぐれているが、欠点として凝固のときの収縮率が大き
く、巣が生じやすい。
可鍛（かたん）鋳鉄
一度硬くて脆い白鋳鉄を作ったあと、長時間の熱処理（焼きなまし）を施すことで、粘り強さ（可鍛性）を持たせた鋳鉄です。
性質：「鋳放しのまま」では使えません。
球状黒鉛鋳鉄（ダクタイル鋳鉄）
球状黒鉛鋳鉄（ダクタイル鋳鉄・ノジュラー鋳鉄とも呼ばれます）は、「鋼（スチール）のように強い、最強の鋳鉄」です。
メリット
- 高い強度と靭性（じんせい）
構造用炭素鋼に匹敵する強さと、優れた粘り強さ（靭性）を持っています [1]。 - 優れた鋳造性
鋼のように強いにもかかわらず、鋳鉄の仲間なので融点が低く、複雑な形に成形しやすい（鋳造しやすい）というメリットをそのまま持っています。 - 耐摩耗性と振動吸収性
黒鉛が含まれているため、すべりが良く摩耗しにくく、振動を吸収する能力も高いです。
デメリット
- 凝固収縮率が大きい（※重要！）
- 前の問題の解説にも関連しますが、球状黒鉛鋳鉄は固まるときの体積の縮み（凝固収縮率）が、ねずみ鋳鉄よりも大きいです。そのため、内部に空洞ができる「ひけ巣」という欠陥が生じやすい性質があります。
- 製造コストが高い
- 特殊な元素（マグネシウムなど）を添加し、厳密な温度・品質管理が必要なため、ねずみ鋳鉄よりもコストが高くなります。
焼きなまし
焼きなまし（アニーリング）とは、金属を適切な温度まで加熱した後にゆっくりと冷却する熱処理です。
鋳放し（いばなし
※「鋳放し（いばなし）」とは、溶かした金属を型に流し込んで固めた後、切削などの機械加工や熱処理（焼きなましなど）を一切行わずに、型から取り出したままの状態にした製品や素材のことです。