令和5年度（後期）2級電気工事施工管理技士 No.5を解説、短絡比は逆数
令和5年度（後期）2級電気工事施工管理技士 第一次検定 No.5は、同期発電機に関する記述として、最も不適当なものを選ぶ問題です。
この問題のポイント
この問題は、短絡比と同期インピーダンスの関係を分かっているかを問うものです。引っかけの核心は、逆数の関係を同じ向きに書いている点にあります。
片方が大きくなれば、もう片方は小さくなります。
正解：選択肢1
各選択肢の正誤
| 選択肢 | 正誤 | 解説 |
|---|---|---|
| 1 | 不適当 | 同期インピーダンスが大きくなれば短絡比は小さくなる |
| 2 | 適当 | 界磁電流を増やせば端子電圧が上がり、やがて飽和する |
| 3 | 適当 | 界磁電流には直流を用いる |
| 4 | 適当 | 同期速度は周波数と極数で定まる |
最も不適当なのは選択肢1です。
選択肢1のポイント（ここが答え）
短絡比と同期インピーダンスは、互いに逆数の関係にあります。
短絡比 Ks ≒ 1 ÷ Zs
Zs：同期インピーダンス（単位法）
↓
同期インピーダンスが大きい → 短絡比は小さい
選択肢1は、両方が同じ向きに動くと書いています。実際は逆向きです。
短絡比が何を表しているかを見ると、向きが納得できます。
短絡比が大きい発電機
同期インピーダンスが小さい
→ 短絡したとき大きな電流が流れる
→ 電機子反作用が小さく、電圧の変動が小さい
短絡比が大きい機械は、鉄が多く銅が少ない構造になります。これを鉄機械といいます。
| 短絡比 | 同期インピーダンス | 性質 |
|---|---|---|
| 大きい | 小さい | 電圧変動が小さい。安定度が高い。大形で高価 |
| 小さい | 大きい | 電圧変動が大きい。小形で安いが短絡電流は小さい |
水力発電機は短絡比が大きめ、タービン発電機は小さめという違いもあります。
ほかの3つも押さえておきます。
選択肢2 界磁電流を増やすと磁束が増えて端子電圧が上がる。
ただし鉄心が磁気飽和するので、やがて頭打ちになる
選択肢3 界磁は一定の向きの磁界を作るので直流を流す
選択肢4 同期速度 Ns ＝ 120 f ÷ p
界磁に直流を使うのは、磁極のNとSを固定するためです。交流を流すと磁極が入れ替わってしまいます。
覚え方
- 短絡比と同期インピーダンスは逆数。片方が大きければもう片方は小さい
- 短絡比が大きい＝電圧変動が小さく安定だが大形で高価
- 界磁には直流。磁極を固定するため
理解度チェック
短絡比が大きい発電機の特徴は何か。
同期インピーダンスが小さく、電機子反作用が小さいので電圧変動が小さくなります。安定度は高いですが、機械は大形で高価になります。
界磁電流に直流を使うのはなぜか。
磁極のNとSを固定するためです。交流を流すと磁極が入れ替わってしまい、回転による発電ができません。
参考資料
- 一般財団法人 建設業振興基金「令和5年度 2級電気工事施工管理技術検定 第一次検定（後期）問題」「同 正答肢」
※ この記事の確認日：2026年9月
