第二種電気工事士 2021年度(上期 午後)筆記試験の問1~10について、解説していきます
計算問題は毎年似たような問題が出てくるため、点数を取りやすいです。今回の問題も過去問と変わらない問題ばかりです。ぜひ、最初の10問を完璧に解き20点を確保しましょう。
それではどうぞ!!
2021年度(上期 午後) 問1

- 手順①:合成抵抗を求める
- 手順②:電流値を求める
- 手順③:抵抗8Ωの消費電力を求める
手順①合成抵抗を求める
まずは20Ωと30Ωの並列回路の合成抵抗は、(20Ω×30Ω) /(20Ω+30Ω)=600Ω /50Ω= 12Ω
次に、12Ωと8Ωの直列回路になるので、合成抵抗は12Ω+8Ω=20Ω
手順②電流値を求める
手順①より、合成抵抗は20Ω、電圧は200Vですので、 電流値Iは、I= 200V /20Ω =10A
手順③電抵抗8Ωの消費電力を求める
手順②より電流値は10Aなので、抵抗8Ωの消費電力Pは、P=I^2×R=10A×10A×8Ω=800W
したがって、答えは800Wのロです
2021年度(上期 午後) 問2

問の直径2.6㎜、長さ20mの銅導線と同じ抵抗値はどれかっていう問題です。
電線の抵抗Rは下記の計算式になります
- R=$\frac{ρL}{A}$ (ρ:抵抗率 、L:長さ 、A:断面積 )
- 断面積Aは、円の面積の為、半径×半径×πです。 A=$\frac{D}{2}$×$\frac{D}{2}$×π=$\frac{D^2}{4}$×π(D:直径)
- R=$\frac{ρL}{A}$=$ \frac{ρL}{(\frac{D^2}{\ \ 4\ \ }×π)}$=$\frac{4ρL}{D^2 π}$(ρ:抵抗率 、L:長さ 、A:断面積 )
ここで、銅導線と銅導線を比較しているので、ρ:抵抗値は同じとなるのでρは仮で1とすると、
R=$\frac{4ρL}{D^2 π}$=$\frac{4×1×L}{D^2 π}$=$\frac{4L}{D^2 π}$となるので、この式に問の数値を代入してみましょう。
R=$\frac{4L}{D^2 π}$=$\frac{4×20m}{2.6㎜×2.6㎜×π}$=3.77Ω 抵抗値は3.77Ωです
したがって、問題中のイロハニの中から抵抗値1.88Ωに近い数値を求めろってことです。
- イを見てみると、R=$\frac{ρL}{A}$=$\frac{1×40m}{8㎜^2}$=5Ω (ρ:1,L:40m ,A:8mm2)
- ロを見てみると、R=$\frac{ρL}{A}$=$\frac{1×20m}{8㎜^2}$=2.5Ω (ρ:1,L:20m ,A:8mm2)
- ハを見てみると、R=$\frac{ρL}{A}$=$\frac{1×40m}{5.5㎜^2}$=7.2Ω (ρ:1,L:40m ,A:5.5mm2)
- ニを見てみると、R=$\frac{ρL}{A}$=$\frac{1×20m}{5.5㎜^2}$=3.64Ω (ρ:1,L:20m ,A:5.5mm2)
したがって、3.77Ωに値が近い答えはニです
≪他の回答≫
イロハニすべてに式を代入すると面倒ですよね、そんな時にはここに注目してくだい
問の断面積と長さに注目!!
- 長さL:20m
- 断面積A :A=$\frac{D}{2}$×$\frac{D}{2}$×π =$\frac{2.6}{2}$×$\frac{2.6}{2}$×π=5.3mm2
抵抗率は同じため、要はこれに近い値をみればいいわけです。
- イを見てみると、L:40m ,A:8mm2
- ロを見てみると、L:20m ,A:8mm2
- ハを見てみると、L:40m ,A:5.5mm2
- ニを見てみると、L:20m ,A:5.5mm2
値が近いニが答えだとわかりますね。
したがって、答えはニです
2021年度(上期 午後) 問3

熱量と電力量の関係は ≪3600kJ=1kW・h≫ があります
消費電力Pは400W、1時間20分使用したの電力量Wを求めると、
W=P×t =400W×(80分/60分)h=400W× 1.33h=533Wh
電力量は1時間あたりなので、秒に変換すると、1時間は3600秒となりますので
熱量と電力量の関係は ≪3600kJ=3600kW・s=1kW・h≫より、
熱量は、 Q=W×t=533×3600=1,918,800J=1919kJ
したがって、答えは1920kJのロです。
2021年度(上期 午後) 問4

抵抗、リアクタンス、全体に流れている電流値は問に記入されている為、求めやすいです。
力率cosθは、回路全体に流れる電流Iと抵抗に流れる電流IRによって求められます。
cosθ=$\frac{IR}{I}$=$\frac{6A}{10A}$ =0.6 ×100%=60%
したがって、答えはロです
2021年度(上期 午後) 問5

三相交流の問題ですね。回路はY(スター)回路となっています。
スター回路は、線間電圧Vℓ=√3×相電圧V 、線電流Iℓ=相電流I($\frac{相電圧}{抵抗}$) の関係があります
相電圧V=$\frac{線間電圧Vℓ}{√3}$ =$\frac{200V}{√3}$=115.6V
相電流I=$\frac{相電圧}{抵抗}$=$\frac{115.6V}{20Ω}$ =5.78A
したがって、答えはハです。
2021年度(上期 午後) 問6

一見、難しい問題かと思いますが、右端から順に1つ1つ片づければ簡単です。
それでは、計算してみます
- c-c’間の抵抗は、抵抗負荷=$\frac{c-c’間の電圧Vc-c’}{c-c’間の電流Ic-c’}$=$\frac{100V}{5A}$=20Ω
- b-c-c’-b’間の抵抗は、Rb-c-c’-b’=0.1Ω+20Ω+0.1Ω=20.2Ω
- b-b’間の電圧は、Vb-b’=20.2Ω×5A=101V
- a-b間、b’-a’間の電流Ia-b=Ib’-a’は、Ia-b=Ib-c+Ib-b’=5A+5A=10A
それでは、a-b-b’-a間(a-a’間)の電圧を見ていきましょう
- a-b間の電圧は、Va-b=10A×0.05Ω=0.5V 、
- b’-a’間の電圧は Vb’-a’=10A×0.05Ω=0.5V
- a-b-b’-a’間(a-a’間)の電圧は、Va-b + Vb-b’ +Vb’-a’ = 0.5V+101V+0.5V=102V
したがって、答えは102Vのロです
2021年度(上期 午後) 問7

中性線が断線してるので、ただの電圧200Vと100Ω、50Ωの直列回路となります。
電流値Iを求めると、I=$\frac{200V}{150Ω}$=1.33Aです
a-b間の電圧Vabとは、100Ωの両端の電圧のことなので、
Vab=電流I×100Ω=1.33A×100Ω=133V
したがって、答えはハです
2021年度(上期 午後) 問8

絶縁電線の許容電流についは表の通りです
表より、直径1.6mmの許容電流は27Aなので、
電線1本あたりの許容電流は、 電線1本あたりの許容電流=27A×0.56=15.1A
したがって、答えはイです。
単線 | より線 | ||
直径(mm) | 許容電流(A) | 断面積(mm2) | 許容電流(A) |
1.6 | 27 | 2 | 27 |
2.0 | 35 | 3.5 | 37 |
2,6 | 48 | 5.5 | 49 |
3.2 | 62 | 8 | 61 |
許容電流とは、絶縁電線やケーブルに流すことのできる最大電流のことです。つまり、この電流以上に電流を流すと電線が発熱し、電線が溶けたり、燃えてしまいます。
2021年度(上期 午後) 問9

分岐回路の過電流遮断器の取り付け箇所の条件は、下記3通りです。
- 幹線の分岐点から3m以下の箇所に過電流遮断器を設置しないといけないですが、 次の条件により3m以上の位置に取り付けできます
- 3m以上~8m以下:IW≧IB×0.35 (Iw:電線の許容電流、IB:幹線の過電流遮断器の定格電流)
- 8m以上:IW≧IB×0.55

イ、ロは、幹線の分岐点からL=3m以下なので適切
ハは、L=10mなので、8m以上:IW≧IB×0.55の条件となります。 幹線の過電流遮断器の定格電流IBの55%以上でなければいけません。 つまり、IB=100なので、許容電流Iw=55A以上となります。問では42Aなので不適切
ニは、L=15mなので、8m以上:IW≧IB×0.55の条件となります。 幹線の過電流遮断器の定格電流IBの55%以上でなければいけません。 つまり、IB=100なので、許容電流Iw=55A以上となります。問では61Aなので適切
したがって、答えはハです
2021年度(上期 午後) 問10

≪配線用遮断器の定格≫と≪コンセントの定格≫、≪電線の太さ≫の条件として、
下記表を参照
分岐回路 | コンセント | 電線の太さ |
15A | 15A以下 | 1.6㎜以上 |
20A 配線用遮断器 | 20A以下 | 1.6mm以上 |
20A ヒューズ | 20A | 2.0mm以上 |
30A | 20~30A |
2.6mm以上 断面積5.5mm2以上 |
40A | 30~40A | 断面積8.0mm2以上 |
50A | 40~50A | 断面積14.0mm2以上 |
それぞれ条件を見てみると、
- イは分岐回路20Aに対して、電線の太さ1.6mm、定格電流15Aコンセントなので、適切
- ロは分岐回路30Aに対して、電線の太さ2.0 mmなので、不適切
- ハは分岐回路20Aに対して、電線の太さ2.0mm、定格電流20Aコンセントなので適切
- ニは分岐回路40Aに対して、電線の太さ断面積8.0mm2なので適切
したがって、答えはロです
以上、お疲れさまでした。
「出典:2021年度上期(午後) 筆記試験 第ニ種電気工事士 問1~10:一般財団法人電気技術者試験センター 試験の問題と解答 | ECEE 一般財団法人電気技術者試験センター (shiken.or.jp)」
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