令和３年度電験三種【機械】を解いてみた
ふと、「令和３年度の電験三種の機械科目を解くと、何点取れるんだろう？」と思ってしまったので、解いて見ました。（ちなみに、理論科目、電力科目も解いています）
令和３年度の電験二種試験に合格しているとは言うものの、電験三種の機械科目は鬼門のイメージがあり、さすがに過去の勉強の貯金（電験三種の勉強をしていたのは約９年前）だけでは、６割の合格点は厳しいかな～と思いましたが、面白そうだったので解いて見ることにしました。ちなみに、別の記事でも書きましたが、令和３年度の理論科目は６０点、電力科目は７５点でした。
機械科目の結果は…
７５点でした！予想より得点できたので嬉しいです。
（まあこのうち、数問はほぼ勘で当てましたが…。）
電力科目のときも感じましたが、後半の問題がとても難しく感じました。特に問１６と問１７は、私の苦手分野であるということも災いし、さっぱり解けませんでした。一方、A問題の方は勘と推理が冴えわたり、ほとんど正解できました。
合格率を調べたところ、22.8％と、機械科目にしては少し優しめでした。どうやら比較的簡単な年のようです。簡単な問題と難しい問題の差が激しいように感じましたが、簡単な問題が多かった分、合格率もそこそこ高いようです。
もしかすると参考になる方もいらっしゃるかもしれませんので、私の解き方をお伝えしたいと思います。
令和３年度 電験三種 機械科目
【正解の答え】問１：（１）
私の結果 ⇒ 正解
【考え方】問１から心を折ってくる難問です。（イ）の比例は分かったので運よく（１）、（３）の２択まで絞れました。（ウ）は増加だと思うんだよな～ということで、（１）を選択し、正解。なお、（ア）と（エ）は忘れてました。この正解は運が良かった。
【正解の答え】問２：（２）
私の結果 ⇒ 正解
【考え方】なんとなくの図は書けたのですが、電機子電流はどこの電流だっけ？端子電圧はどこの電圧だっけ？というレベルで、すっかり解き方を忘れていました。電験二種二次試験対策にて、バッチリ勉強していたのに、ショックです。
しかし、なんとか計算して値を導きたい。トルクの公式はT＝P／2πf より、P=18.5[kW]、f=720／60[Hz]を代入し、「245N・m」となりました。これは界磁抵抗やら電気子抵抗やらのややこしい電圧降下を除いて計算した値です。端子電圧は220Vから200Vになるので、電気子電流は100Aから110Aに増えるものの、発生トルクの値は少し下がるのでは？と予測し、値の近かった（２）「236N・m」を選択したところ、運良く正解でした。
【正解の答え】問３：（２）
私の結果 ⇒ 正解
【考え方】（２）は「滑りが小さくなる」ではなく、「滑りが大きくなる」だな、とすぐわかったので（２）を選択し、正解。
【正解の答え】問４：（１）
私の結果 ⇒ 正解
【考え方】これもすぐ分かりました。巻線形誘導電気といえば「スリップリング」、かご形誘導電動機といえば「短絡環」です。（１）を選択し、正解。
【正解の答え】問５：（５）
私の結果 ⇒ 正解
【考え方】これもすぐ分かりました。（ア）は同期電動機と言えば「負荷角」だし、（オ）は制動巻線しか当てはまりません。（仮に、対抗馬として「補償巻線」を選択肢に加えてきた場合は、少し迷ったかもしれません）
【正解の答え】問６：（４）
私の結果 ⇒ 正解
【考え方】百分率同期インピーダンスの問題ですが、さすがに電験二種の二次試験を突破した者ならば、この問題は解けます。２次試験の勉強をしていたときは、この手の問題のパワーアップ版をたくさん解きました。（４）を選択し、正解。
【正解の答え】問７：（１）
私の結果 ⇒ 正解
【考え方】（エ）の「二次」と（オ）の「同期」は確実に分かりましたので、（１）を選択して正解。ラッキーでした。
（ア）は分からず、（イ）、（ウ）は情けないことに最初がYかΔか忘れていました。原理から覚えていれば回答できたはずですが、勉強し直したいと思います…。
【正解の答え】問８：（５）
私の結果 ⇒ 正解
【考え方】典型的なサービス問題です。（５）の選択肢が「誤り選択肢」のお手本のような書き方になっています。（５）の文章「ブラシレス DC モータは効率がよくないため、エアコンや冷蔵庫のような省エネ性能が求められる大型の家電製品には利用されていない。」ですが、「省エネ性能が求められる大型の家電製品には利用されていない」というような、”注意喚起のような文章ではなく、ただネガティブなだけの情報”や、”重要でない、取るに足らない情報”は「誤り選択肢」の可能性大です。
【正解の答え】問９：（３）
私の結果 ⇒ 不正解
【考え方】今までに見たことない、斬新な問題に感じました。条件がこれだけ少なくて、電圧変動率が求まるの？？
解き方は分からなかったので、銅損6kWなら鉄損も6kWで、だいたい2.5％ぐらいでしょ、ということで（４）を選択しましたが不正解でした。
「電圧変動率の近似式」を用いて、「百分率抵抗降下」と「全負荷銅損」から電圧変動率を求めるという、たいへん（私にとって）高度な問題でした。
【正解の答え】問１０：（４）
私の結果 ⇒ 正解
【考え方】え、物理の問題？？（電験３種にこんな問題でるんだっけ？）
考え方があっているのかよくわかりませんが、1秒で考えた場合、位置エネルギーmgh＝1,000×9.8×0.5＝4.9[kJ]であり、これに吊り合うような電動機出力は、機械効率を考慮して、約5.5[kJ]=[kJ/s(ただし、s=1秒)]=[kW]となったため、（４）を選択し正解。
【正解の答え】問１１：（３）
私の結果 ⇒ 正解
【考え方】見るからに難しそうな問題で、匙を投げたくなります。（３）ですが、流通率が高い方がリアクトルにエネルギーを貯められるのだから、降圧チョッパではなく昇圧チョッパになるのでは？、と考え、（３）を選択したら正解でした。
【正解の答え】問１２：（４）
私の結果 ⇒ 正解
【考え方】電池や電気分解の問題は、酸化やら還元やら、ややこしいので嫌いです（笑）。正極⇒二酸化鉛、負極⇒鉛をうっすら覚えていたので、（４）を選択したら正解でした。自分でもびっくりです。
【正解の答え】問１３：（２）
私の結果 ⇒ 正解
【考え方】電験二種二次試験で、自動制御をみっちり勉強しましたが、まったく解き方がわかりません（汗）。難しすぎて失神しそうでしたが、なんとか勘で当てるしかありません。注目は（ウ）ですが、過去の自分の経験から言って、ゲインはおそらく２０ｄBずつ変化するだろうから、（２）、（３）、（５）のいづれかだろう。次に、（２）と（３）の（ア）～（ウ）の答えが同じだったため、おそらくどちらかが正解だろう。（エ）について、コンデンサと抵抗負荷だけなので、位相特性は「９０°」にしかならないのでは？、と考え（この考えが合っているのかは謎です）、（２）を選択したところ正解でした。ほぼ勘で当てたので、複雑な気持ちです…。
【正解の答え】問１４：（５）
私の結果 ⇒ 正解
【考え方】時間さえあれば確実に回答できるので、サービス問題と言えると思います。（５）を選択して正解でした。
【正解の答え】問１５（a）：（２）、問１５（b）：（３）
私の結果 ⇒ (a)正解、(b)正解
【考え方】(a)について、変圧器の効率から銅損（と鉄損）を求めるポピュラーな問題です。（２）を選択し、正解。
(b)変圧器の最大効率を求める、これまたポピュラーな問題です。（３）を選択し、正解。このレベルの問題は確実に正解したいところです。
【正解の答え】問１６（a）：（１）、問１６（b）：（３）
私の結果 ⇒ (a)不正解、(b)不正解
【考え方】みんなが嫌いな（もしかして私だけ？）パワーエレクトロニクスの問題です。（a）について、全然わからず、勘で（４）を選びましたが不正解でした。正解にかすりもしませんでした、勉強します。
（b）について、もちろん解き方など分かりませんが、半波整流回路なので、100Vのだいたい半分の（３）または（４）が正解だろうというところまでは推測できました。悩みましたが、なるべくきれいな数字である（４）を選択し、不正解。
【正解の答え】問１７（a）：（３）、問１７（b）：（３）
私の結果 ⇒ (a)不正解、(b)不正解
【考え方】（a）（エ）の「ステファン・ボルツマン」はかろうじて分かりましたが、後は分かりませんでした。（ア）は熱伝導では？、と思い、（５）を選択しましたが不正解でした。
（b）は（a）の計算式を使用して解くのだろうと、的外れのことを考えていました。勘でそこそこ大きな値である（４）を選びましたが、不正解でした。問１８を選択した方が良かったかもしれないと、少し後悔しています。
いかがでしたでしょうか。解き方の参考になれば幸いです。
