Question 1

電流・電圧・抵抗を表す単位の組合せとして、正しいものはどれか。

Accepted Answer

電流はアンペア［A］、電圧はボルト［V］、抵抗はオーム［Ω］。電流はアンペア［A］、電圧はボルト［V］、抵抗はオーム［Ω］で表します。電気の問題を解くうえでの出発点です。電流は導線の中を流れる電気の量、電圧は電流を流そうとする圧力、抵抗は電流の流れにくさを表します。水にたとえると、電圧が水を押し出す圧力、電流が流れる水の量、抵抗が管の細さにあたります。この3つはオームの法則で結ばれており、電圧［V］＝電流［A］×抵抗［Ω］という関係になります。なお電力はワット［W］で表し、電圧と電流の積で求めます。単位を取り違えると計算問題は必ず間違えるので、まずここを確実にしましょう。他の選択肢について：・電流がボルト：ボルトは電圧の単位です。電流と電圧が入れ替わっています。・電圧がオーム：オームは抵抗の単位です。電圧と抵抗が入れ替わっています。・抵抗がワット：ワットは電力の単位で、抵抗の単位ではありません。

Question 2

電気の分野で使う単位の接頭語に関する記述として、正しいものはどれか。

Accepted Answer

1［kΩ］は1000［Ω］、1［mA］は1000分の1［A］である。kは1000倍を表すキロ、mは1000分の1を表すミリです。したがって1キロオームは1000オーム、1ミリアンペアは1000分の1アンペアになります。電気の問題では大きな値と小さな値の両方が出てくるため、接頭語で桁を調整します。よく使うのはk（キロ、1000倍）、m（ミリ、1000分の1）、μ（マイクロ、100万分の1）です。コンデンサの静電容量はマイクロファラド［μF］、絶縁抵抗はメガオーム［MΩ］（100万オーム）で表されることが多く、計算のときは必ず基本の単位にそろえてから式に入れます。桁の変換を間違えると答えが1000倍ずれるので、計算前の確認を習慣にしましょう。他の選択肢について：・1kΩが100Ω：kは1000倍を表す接頭語で、100倍ではありません。・1kΩが1000分の1Ω：kとmの意味が入れ替わっています。・1kΩが10000Ω：10000倍を表す接頭語ではありません。

Question 3

オームの法則が表す関係の説明として、正しいものはどれか。

Accepted Answer

電流は電圧に比例し、抵抗に反比例する。オームの法則は、電流＝電圧÷抵抗という関係を表します。電圧が大きいほど電流はたくさん流れ、抵抗が大きいほど電流は流れにくくなります。式は電圧［V］＝電流［A］×抵抗［Ω］の形で覚え、必要に応じて電流＝電圧÷抵抗、抵抗＝電圧÷電流と変形して使います。たとえば100ボルトを20オームの抵抗に加えたときの電流は、100÷20＝5アンペアです。基礎的知識の10問はこの法則を土台に組み立てられており、合成抵抗も分圧も分流も、最後はオームの法則に戻って計算します。ここが不確かなまま先へ進むと、後の分野がすべて曖昧になります。他の選択肢について：・電圧に反比例し抵抗に比例：関係が正反対です。電圧を上げれば電流は増えます。・どちらにも比例：抵抗を大きくすると電流は減るので、抵抗には比例しません。・どちらにも反比例：電圧を上げると電流は増えるので、電圧には反比例しません。

Question 4

電流の正体と、回路図で用いる電流の向きに関する記述として、正しいものはどれか。

Accepted Answer

電子は負極から正極、電流は正極から負極。金属の中を実際に動いているのは負の電荷を持つ電子で、電池の負極から正極へ向かって移動します。しかし電流の向きは、電子が発見される前の取り決めによって正極から負極へ流れると定められています。つまり、電子の移動する向きと電流の向きは逆になります。回路図を読むときや、キルヒホッフの法則で電流の向きを仮定するときは、必ず「正極から負極へ」という約束のほうを使います。実際の電子の動きは、半導体の性質や熱電子の話を理解するときに必要になる知識です。両者が逆であることを知らないと、説明文を読んだときに混乱の原因になります。他の選択肢について：・電子も電流も正極から負極へ向かう：電子は負極から正極へ移動します。・電子も電流も負極から正極へ向かう：電流の向きの取り決めは正極から負極です。・電子は正極から負極、電流は負極から正極：電子の移動の向きと電流の向きの説明が、どちらも逆になっています。

Question 5

直流と交流の違いに関する記述として、正しいものはどれか。

Accepted Answer

直流は向きが一定、交流は変化する。直流は電流の向きが常に一定で、交流は時間とともに向きと大きさが周期的に変わります。乾電池や蓄電池から得られるのが直流、家庭やビルのコンセントに来ているのが交流です。自動火災報知設備では、常用電源として交流を受け、受信機の内部で直流に変換して感知器回路に送っています。感知器回路が直流で動くのは、極性を決めておくことで断線や短絡を電気的に見つけやすくするためです。また、消防法施行令第21条第2項第4号が附置を義務づけている非常電源に使う蓄電池設備も直流です。交流には1秒間に向きが変わる回数を表す周波数という値がありますが、直流にはこれがありません。両方が同じ設備の中に共存していることを知っておくと、構造の学習が理解しやすくなります。他の選択肢について：・直流は変化し、交流は向きが一定：説明が入れ替わっています。向きが変わるのは交流です。・どちらも向きが一定で電圧だけ違う：交流は向きが変わるからこそ交流と呼ばれます。・どちらも変化し速さだけが異なる：直流は向きが変わりません。

Question 6

日本の商用電源の周波数に関する記述として、正しいものはどれか。

Accepted Answer

東日本は50Hz、西日本は60Hz。日本の商用電源の周波数は、静岡県の富士川と新潟県の糸魚川付近を境に、東側がおおむね50ヘルツ、西側がおおむね60ヘルツに分かれています。周波数とは1秒間に電流の向きが入れ替わる回数のことです。50ヘルツなら1秒間に50回の周期を繰り返し、1周期にかかる時間（周期）は50分の1秒＝0.02秒になります。周波数と周期は互いに逆数の関係で、周期＝1÷周波数で求められます。たとえば60ヘルツなら、周期は60分の1秒で、およそ0.0167秒になります。誘導性リアクタンスや容量性リアクタンスの計算では周波数の値をそのまま式に入れるため、50ヘルツなのか60ヘルツなのかを問題文から必ず読み取る必要があります。なお、この東西の違いは電気を送る側の事情によるもので、感知器や受信機の側で使い分ける値ではありません。他の選択肢について：・東日本は60Hz、西日本は50Hz：東西が入れ替わっています。・東日本も西日本も50Hz：西日本は60ヘルツで、全国一律ではありません。・東日本も西日本も60Hz：東日本は50ヘルツで、全国一律ではありません。

Question 7

導体と絶縁体（不導体）に関する記述として、正しいものはどれか。

Accepted Answer

銅やアルミは導体、ゴムやガラスは絶縁体。銅やアルミニウムのように電気をよく通す物質を導体、ゴムやガラス、磁器のように電気をほとんど通さない物質を絶縁体（不導体）といいます。電線は、電気を運ぶ導体の部分と、電気が外へ漏れないようにする絶縁体の被覆を組み合わせて作られています。導体には抵抗率が小さい銅が広く使われ、軽さが求められる場面ではアルミニウムが使われます。導体と絶縁体の中間の性質を持つものを半導体といい、ゲルマニウムやシリコンが代表例です。感知器や受信機の電子回路には、この半導体を使った部品が組み込まれています。なお、絶縁体は電気を「まったく通さない」わけではなく、通しにくいだけです。長く使ううちに湿気や汚れで絶縁が悪くなると、わずかな電流が漏れて漏電の原因になります。だからこそ点検では絶縁抵抗を測り、決められた値以上あるかどうかを確かめます。他の選択肢について：・銅やアルミは絶縁体、ゴムやガラスは導体：銅は最も広く使われている導体で、電気をよく通します。・銅やゴムは導体、アルミやガラスは絶縁体：ゴムは電気をほとんど通さない絶縁体です。・ガラスやゴムは導体、銅やアルミは絶縁体：ガラスも絶縁体に分類されます。

Question 8

電気回路における「短絡（ショート）」と「断線」に関する記述として、正しいものはどれか。

Accepted Answer

短絡は抵抗なくつながり、断線は切れる。短絡は、本来は抵抗を通って流れるはずの電流が、抵抗をほとんど介さずに直接つながってしまった状態です。抵抗がほぼ零になるため大きな電流が流れ、発熱や火災の原因になります。断線は逆に電流の通り道が切れてしまい、電流が流れなくなった状態です。自動火災報知設備では、この2つの故障を見つけることが点検の重要な目的になります。消防法施行規則第24条が、感知器の信号回路を送り配線とし、回路の末端に発信機、押しボタン又は終端器を設けることを求めているのは、断線が起きたときに受信機側から電気的に検出できるようにするためです。回路導通試験で試験用計器の指示が零を示せば断線が疑われ、逆に火災でもないのに火災表示が出たときは短絡が疑われます。原因の見立てを誤らないよう、言葉の意味を正確に押さえましょう。他の選択肢について：・短絡は電流の道が切れ、断線はつながる：説明が入れ替わっています。切れているのは断線です。・どちらも過大な電流が流れる状態：断線では電流が流れなくなります。・どちらも電流が流れなくなる状態：短絡ではむしろ大きな電流が流れます。

Question 9

電気設備に接地（アース）を施す主な目的として、正しいものはどれか。

Accepted Answer

漏電したときの感電や火災を防ぐため。接地とは、機器の金属製の外箱などを電線で大地につなぐことです。絶縁が悪くなって外箱に電気が漏れたとき、その電流を大地へ逃がし、人が触れても感電しにくくするとともに、漏電による発熱や火災を防ぎます。接地があると、漏電したときに大地を通って電流が流れるため、漏電遮断器が働いて回路を切ることができます。逆に接地がないと、外箱に電圧がかかったまま気づかれず、人が触れた瞬間に人体を通って電流が流れます。自動火災報知設備でも、受信機の金属製の箱や金属管の配線には接地を施します。安全のための仕組みであって、性能を上げるためのものではないと理解しておきましょう。他の選択肢について：・配線の抵抗を減らして損失を防ぐため：損失を減らすには電線を太くするなどの方法をとります。接地の目的ではありません。・機器に流れる電流を増やすため：接地は通常時に電流を流すためのものではありません。・落雷の電気を建物内へ導くため：避雷設備の接地はむしろ雷の電流を安全に大地へ逃がすためのものです。

Question 10

電力と電力量に関する記述として、正しいものはどれか。

Accepted Answer

電力は1秒あたり、電力量は電力×時間。電力は1秒あたりにする電気の仕事の量で、単位はワット［W］です。電力量はその電力を使った時間を掛けたもので、単位はワット秒［Ws］やワット時［Wh］です。電力は、電圧［V］×電流［A］で求めます。オームの法則を使えば、電流の2乗×抵抗、あるいは電圧の2乗÷抵抗という形にも書き換えられます。たとえば100ボルトで5アンペア流れる機器の電力は500ワットで、これを3時間使えば電力量は1500ワット時＝1.5キロワット時になります。電力が「勢い」、電力量が「合計の量」と考えると区別しやすくなります。他の選択肢について：・電力量は1秒あたり、電力は電力量×時間：説明が入れ替わっています。1秒あたりの量が電力です。・電力と電力量は同じで単位が違うだけ：時間を掛けているかどうかという決定的な違いがあります。・電力は電圧×抵抗、電力量は電流×時間：電力は電圧と電流の積です。抵抗を掛けても電力にはなりません。

基礎-3 電気のいちばん基本の一問一答