電験三種「電力:配電・電気材料」一問一答(全45問)

正解：a. 0.75倍

単相2線式の線電流をIとすると三相3線式はI/√3となる。損失を等しくすると2I²R₂=3(I/√3)²R₃=I²R₃よりR₃=2R₂、すなわち三相側の断面積は単相側の1/2でよい。総重量は本数×断面積に比例するので3×(1/2)÷(2×1)=0.75倍となる。0.50倍や0.67倍は本数比や電流比だけを見た誤り、1.33倍は比を逆にとった誤りである。

正解：d. 中性線が断線すると、負荷の小さい側の回路の電圧が低下し、負荷の大きい側の回路の電圧が上昇する

中性線が断線すると2つの負荷が200Vに直列接続された状態になり、インピーダンスの大きい軽負荷側に高い電圧が、重負荷側に低い電圧が加わる。したがって軽負荷側が低下し重負荷側が上昇するという記述は逆で誤り。平衡負荷で中性線電流が零になること、中性線の断線による過電圧を防ぐため中性線に過電流遮断器を設けてはならないこと、電圧が2倍相当となるため電圧降下・損失が小さいことはいずれも正しい。

正解：a. 70kvar

改善前の無効電力はP·tanθ₁=120×(0.80/0.60)=160kvar、改善後はP·tanθ₂=120×(0.60/0.80)=90kvarである。必要なコンデンサ容量は差の160−90=70kvarとなる。160kvarは改善前の無効電力そのもの、90kvarは改善後の無効電力そのものであり、50kvarはいずれの計算とも一致しない。

正解：d. 64%

線電流はI=P/(√3Vcosθ)で力率に反比例するため、電流は0.80/1.00=0.80倍になる。電力損失は電流の2乗に比例するので0.80²=0.64、すなわち64%となる。36%は損失の減少分（1−0.64）であり残る損失の割合ではない。80%は電流比を損失比と取り違えた誤り、56%はいずれの計算とも一致しない。

正解：a. ネットワーク母線側からネットワーク変圧器へ電力が逆流したとき、ネットワークプロテクタを投入する

ネットワーク母線から変圧器へ電力が逆流する状態は電源側の事故を意味し、プロテクタは投入ではなく遮断する（逆電力遮断特性）。したがってこの記述が誤り。3回線受電で1回線停止でも無停電供給が可能なこと、受電用遮断器を省略した簡素な構成であること、プロテクタが無電圧投入・差電圧投入・逆電力遮断の三つの特性をもつことはいずれも正しい。

正解：a. 標準電圧100V：101V±6V、標準電圧200V：202V±20V

電気事業法施行規則では、標準電圧100Vに対し101Vの上下6Vを超えない値（95〜107V）、標準電圧200Vに対し202Vの上下20Vを超えない値（182〜222V）と定められている。中心値が100V・200Vであるとする組合せは、実際には101V・202Vが基準であるため誤り。許容幅を±10Vとする組合せも規定値と一致せず誤りである。

正解：a. 無方向性の地絡継電器を用いれば、他需要家の構内地絡事故による不必要動作（もらい事故）を確実に防止できる

無方向性の地絡継電器は零相電流の大きさだけで動作するため、構外事故時に自設備のケーブル充電電流が流れて不必要動作する、いわゆるもらい事故を防止できない。これを防ぐには地絡方向継電器が必要であり、この記述が誤り。ZCTとZPDによる検出、位相判別による方向性の実現、非接地方式ゆえに地絡電流が小さく高感度継電器を要することはいずれも正しい。

正解：b. 同一の高圧配電線に接続された2台以上の変圧器の二次側を低圧配電線で並列に接続する方式で、区分ヒューズによりカスケーディングを防止する

低圧バンキング方式は複数の柱上変圧器の二次側を低圧線で並列接続する方式で、電圧変動や電力損失の軽減、需要増への対応に優れる。一方、1台の変圧器の停止が次々と他へ波及するカスケーディングを生じるおそれがあり、区分ヒューズを設けて防止する。環状に構成する記述はループ方式、3回線とプロテクタによる方式はスポットネットワーク方式、相互に接続しない方式は放射状方式の説明であり、いずれもバンキング方式ではない。

正解：a. 高圧配電線路に電力用コンデンサを設置すると、線路の受電端電圧は設置前より低下する

電力用コンデンサは遅れ無効電力を補償して線路を流れる無効電流を減らすため、リアクタンスによる電圧降下が小さくなり受電端電圧は上昇する。低下するという記述が誤りである。LRTによる送出電圧調整、長距離線路へのSVRの設置、柱上変圧器のタップ切換による低圧側電圧の調整は、いずれも実際に行われている電圧調整手段であり正しい。

正解：b. 0.375倍

単相2線式の電流をIとすると、単相3線式では各外側線にI/2が流れ中性線は零である。損失を等しくすると2I²R₂=2(I/2)²R₃よりR₃=4R₂、断面積は1/4でよい。総重量は本数×断面積に比例するので3×(1/4)÷(2×1)=0.375倍となる。0.750倍は三相3線式と単相2線式の比、0.500倍は電流比、0.667倍は本数の比に相当し、いずれもこの条件の答ではない。

正解：a. 第5調波などの高調波電流の拡大を抑制し、コンデンサ投入時の突入電流を抑制するためであり、容量はコンデンサ容量の6%が標準である

直列リアクトルはコンデンサ回路を第5調波に対して誘導性とし、高調波電流の拡大を防ぐとともに投入時の突入電流を抑制する。第5調波に対して誘導性となるには理論上4%超が必要で、余裕をみた6%が標準（第3調波が問題となる場合は13%）である。リアクトルを直列に入れるとコンデンサ端子電圧はむしろ上昇するので端子電圧を下げるという記述は誤り。地絡電流の制限や残留電荷の放電はそれぞれ限流装置・放電装置の役割であり、直列リアクトルの目的ではない。

正解：d. 1.25

不等率は「各需要家の最大需要電力の総和」÷「合成最大需要電力」で定義される。総和は60+50+40=150kW、合成最大需要電力は120kWであるから、150÷120=1.25となる。0.80は逆数（120÷150）であり不等率の定義に反する。不等率は最大需要が同時に発生しない限り1以上の値をとるため1.00や1.50も本問の数値からは導かれない。

正解：c. 地中ケーブルは架空電線に比べて対地静電容量が小さいため、線路の充電電流は小さい

地中ケーブルは導体と遮へい層が薄い絶縁体を挟んで近接しているため対地静電容量が架空電線よりはるかに大きく、充電電流も大きくなる。小さいとする記述が誤り。管路式・暗きょ式・直接埋設式という布設方式の分類、自然災害や他物接触に強く供給信頼度が高いこと、建設費が高く事故復旧に時間を要することは、いずれも地中配電線路の特徴として正しい。

正解：d. 0.866

変圧器1台の容量をPとすると、V結線の三相出力は√3Pである。利用率は出力÷設備容量＝√3P÷2P＝√3/2≒0.866となる。0.577（＝1/√3）は同一容量の変圧器3台によるΔ結線出力3Pに対するV結線出力√3Pの比、すなわち出力比であり利用率ではない。0.500や1.000はいずれの定義にも該当しない。

正解：c. 非接地方式が一般的であり、1線地絡電流が小さいため通信線への電磁誘導障害が小さい

我が国の6.6kV高圧配電線路は非接地方式が主体で、地絡電流が小さく通信線への誘導障害や地絡による被害を抑えられる反面、健全相の対地電圧が上昇するため絶縁に余裕が必要となる。直接接地方式は超高圧系統で用いられるもので配電線路には適用されない。消弧リアクトル接地方式は一部の特殊な系統に限られ一般的ではない。1線地絡時に健全相の対地電圧が変化しないという記述も、実際には上昇するため誤りである。

正解：a. 区分開閉器は短絡電流や地絡電流を直接遮断する能力をもち、事故発生と同時に事故電流を遮断する

柱上に設置される区分開閉器（区分負荷開閉器）は負荷電流の開閉を行う機器で、短絡電流などの事故電流を遮断する能力はもたない。事故電流の遮断は配電用変電所の遮断器が担い、区分開閉器は無電圧になってから開放され時限順送で事故区間を分離する。したがってこの記述が誤り。一過性事故への再閉路の有効性、時限順送式による事故区間の切り離し、放射状方式と常時開路の連系開閉器による応援供給は、いずれも正しい運用である。

正解：b. 巻数比が1:1の単巻変圧器で、負荷が不平衡でも両側の電圧を平衡化し中性線電流を減少させる

バランサは巻数比1:1の単巻変圧器を単相3線式線路の末端に接続したもので、負荷が不平衡でも両側の電圧をほぼ等しく保ち、中性線に流れる電流を減少させて電圧不平衡と損失を軽減する。巻数比2:1で電圧を取り出す装置は単なる降圧変圧器の説明であり、力率改善を行う調相設備や半導体による電圧調整装置とも役割が異なるため、いずれもバランサの説明としては誤りである。

正解：c. 6.0kW

電線1条あたりの抵抗はR＝0.40×2＝0.80Ω。三相3線式の電力損失は3I²Rで表されるので、3×50²×0.80＝3×2500×0.80＝6000W＝6.0kWとなる。2.0kWは1条分のみを計算した値、12.0kWは抵抗をこう長で2倍にしたうえでさらに往復2倍とした誤り、10.4kWは√3を余分に掛けた誤りであり、いずれも三相3線式の損失式に合致しない。

正解：b. 6.0V

電線1条あたりの抵抗はR＝8.0×0.025＝0.20Ω。単相2線式では往復2条分の電圧降下が生じるので、v＝2IR＝2×15×0.20＝6.0Vとなる。3.0Vは1条分のみを計算した値、10.4Vは√3を掛けた三相の式を誤用した値、4.8Vはこう長や抵抗値の換算を誤ったもので、いずれも正しくない。

正解：c. スポットネットワーク方式は、大都市の高層ビルなど大容量需要家に適用され、1回線の停止でも無停電で供給を継続できる

スポットネットワーク方式は複数回線（一般に3回線）で受電し、ネットワークプロテクタを介して母線に並列接続するため、1回線が停止しても無停電供給ができ、大都市の大容量需要家に適用される。放射状方式は構成が簡単で安価な反面、事故時の停電範囲が広く信頼度は最も低い部類であるため最も高いとする記述は誤り。レギュラーネットワーク方式は需要密度の高い都市部向けであり農村部向けではない。ループ方式は開閉器や保護装置が増えるため放射状方式より建設費は高くなる。

正解：a. 架空地線は、雷の直撃から電力線を保護するため、電力線より下方に施設する

架空地線は雷の直撃を自ら受け止めて電力線を遮へいするものであり、電力線の上方に施設しなければ遮へい効果が得られない。下方に施設するという記述が誤りである。高圧カットアウトによる柱上変圧器の一次側保護と開閉、避雷器が過電圧を制限し続流を遮断して原状復帰すること、柱上変圧器のタップ切換による二次電圧の調整は、いずれも正しい記述である。

正解：a. 架橋ポリエチレン

CVケーブルは架橋ポリエチレン絶縁ビニルシースケーブルの略で、絶縁体にはポリエチレンを架橋して耐熱性を高めた架橋ポリエチレンを用いる。導体最高許容温度は連続使用で90℃と高い。絶縁油を含浸させた絶縁紙を絶縁体とするのはOFケーブルやソリッドケーブルであり、CVケーブルには該当しない。ブチルゴムはゴム絶縁ケーブルの絶縁体であって架橋ポリエチレン系ではない。ポリ塩化ビニルはCVケーブルの外装（シース）材料であり、絶縁体そのものではないため誤りである。

正解：b. 導体表面や絶縁体表面の微小な凹凸・空隙による電界の集中を緩和し、部分放電の発生を防ぐ

半導電層は導体と絶縁体の境界、および絶縁体と遮へい層の境界に設けられ、導体素線の凹凸や層間の微小空隙による局部的な電界集中をなくして部分放電（ボイド放電）を防ぎ、絶縁体内の電界を同心円状に均一化する。熱を導体側へ戻すという働きはなく、放熱は外周のシースを通じて行われるため熱伝達を目的とする記述は誤り。地絡電流の帰路を担うのは半導電層ではなく遮へい銅テープ（金属シース）と接地線である。機械的衝撃の吸収は外装・シースや鎧装の役割であり、半導電層の機能ではない。

正解：c. 給油設備を必要としないため、高低差の大きい長距離線路でも保守が容易である

OFケーブルは油通路と給油タンクからなる給油設備が不可欠であり、これがないと負荷変動に伴う油の膨張収縮でボイドが生じる。給油設備が不要で保守が容易とする記述は、実際には給油設備の維持管理や油漏れ対策が必要であるため誤りである。絶縁紙に低粘度油を含浸させる構造、常時油圧を加えてボイドを防ぐ点はいずれもOFケーブルの基本構成として正しい。また油浸紙の誘電正接は架橋ポリエチレンより1桁程度大きく、誘電損が大きいことも正しい記述である。

正解：c. 3心共通シース形に比べて熱の放散が良く、許容電流を大きくとることができる

CVTは単心ケーブル3条をより合わせた構造で、各心が独立してシースをもつため表面積が大きく熱放散が良好で、同一導体断面積の3心共通シース形より許容電流を大きくとれる。より合わせ構造のため可とう性はむしろ良く、屈曲半径を大きくする必要があるとする記述は誤り。CVTの絶縁体は架橋ポリエチレンであり絶縁紙ではないので給油設備は不要である。中空導体に絶縁油を循環させるのはPOF（パイプ形油入）やOFケーブルの構造であり、CVTには該当しない。

正解：d. Wd = 2πfCE²・tanδ

ケーブルの絶縁体は静電容量Cとみなせ、充電電流はIc=ωCE=2πfCE、無効電力はQ=ωCE²となる。誘電正接tanδは容量分電流に対する有効分電流の比なので、有効電力すなわち誘電損はWd=ωCE²tanδ=2πfCE²tanδとなる。tanδで除する形は、tanδが小さいほど誘電損が大きくなってしまい物理的に成り立たないため誤り。静電容量が2乗で電圧が1乗の形は、無効電力Q=ωCE²の次元と一致せず誤りである。係数を1/2とし電圧が1乗の形も同様に誘電損の定義式と一致しない。

正解：a. 0.61

1線当たりの静電容量はC=0.4×10=4μF=4×10⁻⁶F、対地電圧はE=22000/√3≒12700V。ω=2π×50≒314.2なので、1相当たりの無効電力はωCE²=314.2×4×10⁻⁶×(12700)²≒2.03×10⁵var。三相合計では約6.08×10⁵var、これにtanδ=0.001を乗じてWd≒608W≒0.61kWとなる。0.20や0.35は三相合計とせず一部の相のみで計算したり静電容量を過小に扱った場合の値、0.41は対地電圧でなく別の電圧を用いた場合の値であり、いずれもωCE²tanδを三相分正しく計算した結果と一致しないため誤りである。

正解：a. 16.0

1線当たりの静電容量はC=0.4×10=4μF=4×10⁻⁶F、対地電圧はE=22000/√3≒12700V。充電電流はIc=ωCE=2π×50×4×10⁻⁶×12700≒1.257×10⁻³×12700≒16.0Aとなる。12.7は対地電圧の数値をそのまま流用した誤り、22.0は線間電圧の数値に引きずられた誤り、27.7は対地電圧ではなく線間電圧22000Vを用いてωCVとした場合の値であり、充電電流は対地電圧で計算する必要があるため誤りである。

正解：b. 充電電流は負荷電流と同相の有効電流であり、線路の抵抗損を直接増加させる

充電電流はIc=ωCEで表され、電圧に対して位相が90°進んだ無効電流である。したがって負荷電流と同相の有効電流であり抵抗損を直接増加させるとする記述は誤りで、実際には進み無効電流として受電端電圧を上昇させるフェランチ効果の原因となる。ω=2πfであるから周波数に比例し、Eに比例するため対地電圧にも比例する。また静電容量Cはこう長に比例するので、充電電流もこう長に比例して増加する。これらはいずれもIc=ωCEから導かれる正しい性質である。

正解：b. 2.0

マーレーループ法ではブリッジ平衡時、故障点までの導体抵抗とループ全体の抵抗の比が目盛比に等しくなる。ループの全長は健全相と故障相を末端で短絡するため2L=2×4=8kmである。故障点までの距離はx=2L×a/(a+b)=8×250/1000=2.0kmとなる。1.0はループ長を2倍にせず4×0.25として求めた誤り、3.0は目盛比をb側でとった誤り、6.0は8×750/1000として故障点までの側を取り違えた値であり、いずれもx=2L・a/(a+b)の関係に合わないため誤りである。

正解：b. ホイートストンブリッジの原理を利用し、故障相と健全相の導体抵抗の比から故障点を標定する

マーレーループ法は、故障相と健全相を末端で短絡してループをつくり、ホイートストンブリッジの平衡条件から故障点までの導体抵抗の割合を求めて位置を標定する方法である。したがって健全相が必要であり、完全断線や地絡抵抗が極端に高い故障には適用しにくい。パルスを送って反射波の往復時間から求める方法はパルスレーダ法（パルス反射法）であり、原理が異なるため誤り。静電容量の比を用いる方法は静電容量法で、断線故障に適用される別手法である。放電音を探知するのは音響法であり、ブリッジの原理とは無関係である。

正解：d. 1500

パルスは測定端から故障点まで往復するので、観測時間は片道時間の2倍である。往復距離は1.5×10⁸×20×10⁻⁶=3000m、よって故障点までの距離はその半分の1500mとなる。3000は往復距離をそのまま故障点距離としてしまった誤り、750は往復距離をさらに1/4にした誤り、1000は伝搬速度や時間の桁を取り違えた場合の値である。パルスレーダ法では必ず往復であることを考慮し、x=vt/2として求める必要がある。

正解：c. 2.0

ケーブルの静電容量は長さに比例するので、健全相の全長Lに対する静電容量C0と断線相の測定容量Cxの比が、そのまま距離の比になる。よってx=L×Cx/C0=5×0.6/1.5=2.0kmとなる。1.2は容量比を0.6/1.5ではなく別の比で扱った値、2.5はこう長を単純に半分にした値、3.0は健全相と断線相の容量を逆にしてx=5×(1.5-0.6)/1.5と計算した場合の値であり、いずれも比例関係x=L・Cx/C0に一致しないため誤りである。

正解：d. 故障点の発見および復旧が容易であり、事故時の復旧時間が短い

地中線は地中や管路内に布設されるため目視点検ができず、故障点標定装置による測定と掘削を要するので、故障点の発見・復旧はきわめて困難で復旧時間も長い。復旧が容易で短時間とする記述は実際と逆であり誤りである。周囲の土壌や管路の熱抵抗により放熱が悪く許容電流が小さいこと、導体と大地の距離が近く比誘電率も大きいため静電容量が大きく充電電流が大きくフェランチ効果を生じやすいこと、外部環境の影響を受けにくく事故が少ないことは、いずれも地中送電線路の正しい特徴である。

正解：a. 許容電流は導体の発熱と周囲への放熱が釣り合ったとき絶縁体が最高許容温度に達する電流であり、土壌の熱抵抗が大きいほど小さくなる

ケーブルの許容電流は、導体の抵抗損・誘電損・シース損による発熱と、絶縁体・シース・土壌を通じた放熱が平衡し、絶縁体が最高許容温度に達するときの電流として決まる。したがって土壌の熱抵抗が大きいほど放熱が悪く許容電流は小さくなる。機械的強度で決まり周囲温度に無関係とする記述は、実際には熱的条件で決まるため誤り。布設条数を増やすと相互加熱により放熱条件は悪化し1条当たりの許容電流は低下するため誤り。CVケーブルの導体最高許容温度は連続使用で90℃であり、約30℃とする数値は誤りである。

正解：d. 管路式は、直接埋設式に比べて熱の放散が良好であり、1条当たりの許容電流を大きくとれる

管路式ではケーブルが管の中にあり、管と土壌との間に空気層が介在するため熱が放散しにくく、直接埋設式に比べて許容電流はむしろ小さくなる。管路式のほうが熱放散が良く許容電流を大きくとれるとする記述は実際と逆であり誤りである。直接埋設式は掘削して直接ケーブルを埋めるため最も安価・短工期だが外傷に弱いこと、管路式は管路にケーブルを引き入れる方式のため引き替えや増設が容易なこと、暗きょ式は多条数布設と保守点検に優れるが建設費が最も高いことは、いずれも正しい特徴である。

正解：a. 絶縁体に流れる電流の容量分に対する有効分（抵抗分）の比であり、値が大きいほど誘電損が大きい

絶縁体に交流電圧を加えると、容量分電流に対してわずかに有効分電流が流れる。その比が誘電正接tanδであり、誘電損はWd=ωCE²tanδで表されるからtanδが大きいほど誘電損は大きい。吸湿や劣化が進むと有効分電流が増えてtanδは増大するので、低下が劣化の指標になるとする記述は誤り。tanδは静電容量と抵抗分の比であり、こう長が伸びても両者が同じ割合で増えるため値は変わらず、材料固有の量として扱えるので誤り。良好な絶縁体のtanδは0.001程度以下であり、1を超えることは良好どころか著しい劣化を意味するため誤りである。

正解：b. シース損には循環電流損とうず電流損があり、金属シースを両端で接地すると循環電流が流れて損失が増加する

シース損は導体電流がつくる交番磁束によって金属シースに生じる損失で、シースを閉回路として流れる循環電流損と、シース内部に生じるうず電流損に分けられる。金属シースを両端で接地すると閉回路が形成されて循環電流が流れ、損失が増加する。誘電率だけで決まるとする記述は、実際には導体電流の2乗に関係するため誤り。クロスボンド接地は区間ごとにシースを入れ替えて循環電流を打ち消し、シース電位とシース損の両方を低減する方式なので損失を増加させるという記述は誤り。直流では交番磁束が生じないためシース損はほとんど発生せず、交流と同程度とする記述も誤りである。

正解：c. E種 120℃、B種 130℃、F種 155℃、H種 180℃

電気絶縁材料の耐熱クラスはY種90℃、A種105℃、E種120℃、B種130℃、F種155℃、H種180℃、200℃以上と規定されている。したがってE種120℃、B種130℃、F種155℃、H種180℃の組合せが正しい。E種105℃・B種120℃とする組合せはA種とE種の値を一段ずつ繰り下げたもので誤り。E種90℃・B種105℃とする組合せはY種・A種の値を当てはめたもので誤り。B種155℃・F種180℃・H種200℃とする組合せは各クラスを一段ずつ繰り上げたもので、いずれも規定値と一致しないため誤りである。

正解：b. 固体絶縁材料の内部にボイド（空隙）があっても、ボイド内は周囲の固体よりも絶縁耐力が高いため部分放電は生じにくい

固体絶縁物内部のボイドは気体であり、固体より誘電率が小さいためボイド内の電界は周囲より高くなる一方、気体の絶縁耐力は固体よりはるかに低い。その結果ボイド内で部分放電が発生しやすく、これが絶縁劣化・破壊の起点となるので、部分放電が生じにくいとする記述は誤りである。絶縁油が水分やごみの混入で絶縁耐力を大きく落とすこと、SF6ガスが同圧の空気の数倍の絶縁耐力と優れた消弧能力をもつこと、気体の絶縁耐力が圧力上昇とともに高まることは、いずれも正しい性質である。

正解：a. 架橋ポリエチレン絶縁体中に水分と電界が共存すると樹枝状の水トリーが発生・進展し、絶縁破壊の原因となる

水トリーは架橋ポリエチレン絶縁体中に水分が浸入し、そこに交流電界が長期間加わることで発生する樹枝状の微小な劣化痕で、進展すると絶縁破壊に至る。このため製造時の乾式架橋や遮水層の採用による水分侵入防止が重要である。水分がなくても高温だけで発生し冷えると消滅するという記述は、水トリーが水分と電界の共存を前提とする不可逆な劣化であるため誤り。電気トリーは絶縁体内部のボイドや異物での部分放電を起点に内部から進展するので表面のみとする記述は誤り。CVケーブルの診断には直流漏れ電流測定、部分放電測定、誘電正接測定などが実際に用いられており、導体抵抗測定だけとする記述も誤りである。

正解：c. アルミニウムは銅より密度が大きいため、同じ抵抗値の電線とすると銅より重くなる

アルミニウムの密度は約2.7g/cm³で銅の約8.9g/cm³のおよそ1/3である。導電率が約61%のため同じ抵抗にするには断面積を約1.6倍にする必要があるが、それでも質量は銅の半分程度にとどまるので、銅より重くなるとする記述は誤りである。標準軟銅を100%IACSとしたとき硬銅が約97%であること、加工硬化した硬銅が軟銅より引張強さが大きく架空電線に適すること、硬アルミニウムの導電率が約61%で断面積を大きくとる必要があることは、いずれも正しい記述である。

正解：a. 1.00

抵抗率(1/35)×10⁻⁶Ω・mは、断面積をmm²、長さをmで表すと(1/35)Ω・mm²/mとなる。したがってR=ρL/A=(1/35)×7000/200=7000/7000=1.00Ωとなる。0.50は長さを半分に取り違えた値、1.75は抵抗率を(1/20)Ω・mm²/m相当として計算した値、2.00は断面積を100mm²とした場合の値であり、いずれもR=ρL/Aに正しい数値を代入した結果と一致しないため誤りである。単位系をmm²とmでそろえることが要点となる。

正解：a. 鉄心にケイ素を加えると電気抵抗率が高くなり、うず電流損を低減できる

鉄にケイ素を数％加えると電気抵抗率が上がってうず電流が流れにくくなり、うず電流損が減るとともにヒステリシス損も小さくなるため、鉄心材料としてケイ素鋼板が用いられる。薄板を絶縁して成層するのはうず電流の経路を細かく分断してうず電流損を減らすためであり、ヒステリシス損低減が主目的とする記述は誤り。ヒステリシス損は周波数に比例し、うず電流損は周波数の2乗に比例するので、両者を入れ替えた記述は誤り。方向性ケイ素鋼板は圧延方向に磁化容易方向をそろえた材料であり、方向性をもたないとする記述も誤りである。

正解：b. アモルファス磁性材料は方向性ケイ素鋼板に比べて鉄損が大きく、飽和磁束密度も高い

アモルファス磁性材料は原子配列が不規則で、保磁力が小さく電気抵抗率が高いため、方向性ケイ素鋼板に比べて鉄損は1/3程度以下と著しく小さい。一方で飽和磁束密度はケイ素鋼板より低く、板厚も薄いため鉄心断面積を大きくとる必要がある。したがって鉄損が大きく飽和磁束密度も高いとする記述は、実際と逆であり誤りである。鉄・ニッケル・コバルトが強磁性体で比透磁率が非常に大きいこと、銅やビスマスが反磁性体で比透磁率が1よりわずかに小さいこと、フェライトが高抵抗率でうず電流損が小さく高周波磁心に適することは、いずれも正しい記述である。