各科目解説

電験三種 機械の勉強方法

各科目解説
へたれちゃん
へたれちゃん

電験三種の機械はどうやって勉強すればいいの?

ラビ
ラビ

初心者が機械を理解するのは難しいからとにかく暗記だな

機械は難問のようで簡単

意外に機械は突破しやすい

DS開閉器

ここでは、電験三種の科目の一つである「機械」について記述していきます。

機械は難関科目とされています。
出題範囲が非常に広く、直流機・変圧器・パワーエレクトロニクス・自動制御・プログラム・フリップフロップ・・・など、覚えることが目白押しで、正直何から手を着けたらいいかわからないと思います。

なので、私はまず「機械」から勉強を始めました。
正式には「機械の文章問題を暗記する」事からです。

合格までに費やした時間

筆者が第三種電気主任の試験を受けて合格するまでに費やしたのはおよそ350時間ですね。一年で一時間勉強を続けたくらいの勉強時間です。

電験三種合格までに1000時間くらいは要している(法規除く)のですが、そのうちの3割以上は機械の勉強に費やしています。

機械の基本は暗記

機械には難しい専門用語が出てきますが、とりあえずその意味は分からなくても暗記して下さい。
それらの名称を暗記していくと、次第にその意味も分かってきます。
例えば巻線型電動機とか電圧変動率とか言われても、はじめは「なんのこっちゃ?」と頭をかしげることになります。だからこそとりあえずこの単語を意味とセットで「覚える」んですね。

巻線型誘導電動機の速度制御は「二次抵抗」「二次周波数」「セルビウス(トルク)」「クレーマ(出力)」制御がある
とノートに書きます。

同じように動機発電機の安定は「正相リアクタンス小」「インピーダンス大」と書く。
このようにして、全く分からない語句と意味を添えてノートに書き、理論などの頭を使う計算問題を解いた後などに、このまとめたノートを読みます。何度も読みます。

そうこうしているうちに「セルビウストルク・・・クレーマシュツリョク・・・」という語句が頭に入ります。こうなれば、「巻き線型誘導電動機の特性について述べよ」という問題がでれば、点数ゲットです。

初めは「なんでそうなるの?」とは考えない方がいい

マグネットスイッチ

電気をある程度知っている人ならば、巻き線型誘導電動機の回路図を描き、理論的にその特性を見出すことが出来るかもしれません。が、初心者の方にはそんなことできるわけがない。

そんなことが出来る人は、電験二種二次試験の理論や機械の問題を死ぬほど解いた人レベルでないと難しいですし、実際試験でこの問題が出たとき「じゃぁ回路図を描いて特性についていっちょ考えてみますか!」なんてやってたら、時間は当然足りなくなります。

だから、「巻線型電・・・」と質問が来たら、あなたの頭の中に即効で「セルビウストルククレーマシュツリョク」が浮かぶようにする。もうそれだけでいい。それさえ知ってりゃ点数はゲットできるんですよ。クイズ番組のアレと同じです。問題の頭出しでポーンとボタンを押して、即座に回答。

試験の際はこの要領で巻き線型誘導電動機の問題の解答にセルビウスとクレーマがあったら、とりあえず解答用紙のマークシートを薄く塗りつぶしておく。そして、時間が余ったらもう一度その問題をじっくり解けばいいし、時間が足りなくなったら薄く塗りつぶしていたシートを濃く塗りつぶす。あとはなんとでもなれ、です。

まとめノートを作ろう

筆者は機械についてはさっぱりわからなかったので、とにかく内容を覚えることに集中しました。その際に役立てたのが「まとめノート」ですね。

当時のまとめノートの一部。参考書の主要な部分をノートに書き出し、一つ一つまとめていったノートです。
まとめた後は何度も読み返し「もうこれで完全に覚えた!」と確信できたものは、黒色のマーカーで消し込んでいきました。

塗りつぶしに使ったのはこのマーカーですね。会社と家と車にペンを置いておき、まとめノートを見ながらこのマーカーでまとめノートを消し込んでいきました。

機械の計算問題は公式を暗記


その後、計算問題を解いていく訳ですが、正直いって機械の計算問題はかなり難しい。全問正解というのは相当厳しいでしょう。なので、機械の点数は文章問題で取り、計算問題は「お願い鉛筆転がし」というのもはじめは仕方ないと思います。

ただ、単純に「公式を暗記」しているだけで取れる問題もそこそこあるんですね。

この手の問題は公式があればサクっと解けますね。

E=FNUM/S という公式さえ暗記していれば、後はこの公式に当てはめれば解けるんです。
こんな公式どうやって覚えるんよ!?って言われるかもしれませんが、そこは「語呂合わせ」です。

私はこれを「 E=FNUM/S (えるふなんばーず)」と覚えました。アホらしいですが、一度覚えれば絶対忘れません。もちろんEが照度(lx)で、Fが光束(lm)、といったことは覚える必要がありますね。

これも私は語呂合わせで覚えていました。「照度E(lx)(しょえるっくす)」「光度(cd)(コード噛んでら)」「高速(lm)(擦る~めん)」といった感じです。

語呂合わせは実にアホらしいんですが、この語呂合わせが妙にノリが良かったりすると笑えてくるんですよね。「なんてあほらしい語呂合わせを考え出してしまったんだ俺は」って。
こうなると最高です。もう忘れません。頭が良い人ならば普通に覚えられるんでしょうが、私はこういう変則技を使わないと頭に入りませんでした。学がない故に、ですね。

公式もやはりまとめノートを作ってました。ノートを作っているうちに、頭に入ってしまうんですよね。当時は公式の意味なんてあまりわかってなかったですけど、はじめはそれで良いんです。

身近なものに結び付ける

電験の問題って工場にいないと知らない機械や、そもそも「これって触ることあるの?」っていうようなものも出てきますよね。巻線型誘導電動機とか多分一生触らないですよね。

でも問題によっては「あー、これってあれのことかぁ」って分かるのがあるんですよね。

上の問題はその典型ですね。自動車をいじっていれば鉛蓄電池の電圧は2(v)だって分かります。なんで試しにご自分の車のバッテリーをテスターで測って「おー、2vきてるじゃん」って調べてみましょう。

また、リチウムイオンはビデオカメラなどの比較的高級なバッテリーとして使われていますね。高級カメラに使われるほどですから、電圧も高いんです。なのでこの問題の解答は(1)です。

ニッケル水素は、エネループですね。エネループ蓄電池のラベルをよく見ると、電圧が1.2vと書かれている。なんでcはニッケル水素なんですが、ABが分かればもうそれで正解ですよね。

こういった風に、あなたの身近にあるものと、”リチウムイオン電池”といった専門語句を、一つ一つつなぎ合わせていきましょう。専門用語に惑わされず、「あぁこれは自動車のヤツか」とか「エネループだよな~」といった感じですね。

論理的に考える

もちろん、論理的に考えられるほど実力がついてこれば、簡単に解ける問題はいくつもあります。下の問題はモーターを電気回路に置き換えることができれば実に簡単に解けますね。

こういう思考ができるようになってくると、解ける問題がどんどん増えて楽しくなってきます。

例えばこの問題で言えば電機子の電流と同じベクトルの(エ)は抵抗成分だ。
それに対して直角な(ウ)はリアクトルかコンデンサ成分のどちらかだけど、モーターはコイルの塊だからリアクトル成分だ。
なんで(ウ)リアクタンス (エ)巻線抵抗とわかり、(1)(3)のどちらかの二択になる。
モーターだと起電力は端子電圧より大きいのが常だから、(1)が確定するぞっ。

まとめ:あまり深く考えすぎない

変圧器の上部

機械の科目の内容は、正直言って非常に難解で理解に苦しみます。電験二種を取得した私でも、今三種の内容を完全に解けといっても無理ですね。久しぶりに三種の参考書を見直しましたが、わからないところが多かったです。

ただ、二種レベルの勉強をしてきた人だと論理的に考える癖がついているので、時間をかければ解ける感じです。しかし実際の試験では時間が限られており、文章問題をいちいち計算式に落として論理的に考えて・・・なんて時間は全くありません。

そう、考えている時間なんてないんです。なので上に書いたように問題の内容から即座に関連する語句を連想し、それをチェックしていくという手法が有効なんですね。

こういう方法だとひっかけ問題でひっかかるのですが、幸いなことに電験の問題はひっかけ問題が少ないので、この手法は有効と思います。

機械の場合は文章問題をこの手法で乗り切り、あとは難しい計算問題に時間を費やしていくべきでしょう。

あなたのもとにもこの合格通知が届くといいですね

おまけ:機械 公式語呂合わせ

電験3種 機械科目の語呂合わせです。

機械は複雑な公式が多く頭を悩ませると思います。
が、比較的語呂合わせが覚えやすい(俳句にならって575で作っているものが多い)はずなので、ささっと語呂合わせで覚えてしまい、基本公式を組み合わせて臨機応変に対応できるようにしましょう。


勇気  いい プリーズワインは ロットええ
誘導起電力E  PZ   ΦN /  60  a


血は勝て  ん ビップら嫌らぁ  我怖い
直発電回転 N  V+   IaRa   /kΦ 


地デジ損 ブーマー嫌らぁ 我怖い
直電動N   V-  IaRa  /kΦ


レトルトは プリーズファイアー ワニは嫌
トルクT =  pz   ΦIa    /2πa


取る出費    パンツに 割ろっと
トルク出力P = πNT2   / 60


YOUの出 費を おめーが と
誘導出力 P=  ω    T


隠そうおめー は パイン に 割 ろっと
書く速度 ω =  πN  2 /  60 


どっ か んするは イッツオブワープ
同期機回転N s =  12  0f / p 


勇気いい   死ばかりじゃけん 腐敗得ぬ
誘導起電力E= 4.44       fΦN 


足らん ケースは アイスワイン
短絡比  Ks =   Is/ In


停電  一杯 PCオーエス タスク死んだ
定電  ε=  p cosθ   +q sinθ


細せぇ硝 煙を 愛した ワルツ
法線照度 En=  Iθ  /L^2


P2:  P2c:Po  =  1: s:  1-s
ぷに ぷに尻尾  は 愛 して います

ポニー は 触る にあいつに 悪さ
P2   = 3r2  I2^2    /s

ポニー は 午後 は います
P2   =  Pm  /  i-s

PCに は スピッツ
Pc2  = sP2

PCに は  午後 座る アイマス
Pc2  =  Pm  (s/  1-s)


悲壮なナース は なんか ループ 我エッチ 渋いじょー
比速度 NS  =  Nn * √P   /H    5/4 ^ 

まとめノート

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