電気技術に関するQ&A（1.1）

1. キルヒホッフの法則の基本的な内容は何ですか？

（１）キルヒホッフの第一法則（キルヒホッフの電流法則、KCLとも呼ばれる）は、回路のさまざまな枝における電流の関係を研究する法則である。この法則は、回路内の任意の節点において、その節点に流入する電流の総和は、その節点から流出する電流の総和に等しいと述べている。その数式表現は Σ I=0 である。

（２）キルヒホッフの第二法則はキルヒホッフ電圧法則、すなわちKVLとも呼ばれ、回路のさまざまな部分の電圧間の関係を研究する。この法則は、回路内の任意の閉回路において、各セクションの電圧の代数和はゼロに等しいことを指摘している。その数学的表現は、σ U=0である。

2. スキンエフェクトとは何ですか？

交流電流が導体を流れるとき、電流分布は導体の断面全体で均一ではなく、導体の中心部で電流密度が最も低く、導体の表面に近づくにつれて電流密度が高くなります。この電流分布現象は導体の表面に沿って生じる傾向があり、これを表皮効果と呼びます。

3. 並列共振の概念と特徴は何ですか？

インダクタとコンデンサの並列回路において、並列回路の端子電圧が全電流と同相になる現象を並列共振と呼びます。並列共振の特徴は、コンデンサ容量Cを変化させて並列共振を実現すると、回路全体のインピーダンスが最大となり、回路全体の電流が最小になることです。しかし、各分岐の電流は全電流よりもはるかに大きくなる可能性があるため、並列共振は電流共振とも呼ばれます。さらに、並列共振では、端子電圧と全電流が同相となるため、回路の力率が最大値、すなわちcosが1となり、機器の安全性を脅かす共振過電圧が発生しません。したがって、並列共振は力率を改善するための効果的な方法となります。

4. 渦はどのように発生するのか？渦電流損失とは何か？

鉄心のあるコイルに交流電流を流すと、交流磁束と誘導電位が発生する。この電位の作用により、鉄心には渦電流と呼ばれる自己誘導電流ループが形成される。

渦電流によって引き起こされるエネルギー損失を渦電流損失と呼ぶ。

5. 移行プロセスとは何ですか？移行プロセスを引き起こす原因は何ですか？

遷移過程は過渡的な過程であり、ある安定状態から別の安定状態へと一定期間かけて変化する過程である。

遷移プロセスは、エネルギー蓄積要素の存在によって生じます。インダクタやコンデンサなどのエネルギー蓄積部品は回路内で急激に変化することはありません。つまり、変化の過程でインダクタの電流やコンデンサの電圧が急激に変化することはないのです。したがって、回路内で安定状態から別の状態へ遷移するプロセスが必要となります。

6. 重ね合わせの原理とは何ですか？

線形回路において、任意の分岐回路の電流（または電圧）は、複数の電源が同時に作用している場合にその分岐回路で発生する電流（または端子電圧）の代数和となる。重ね合わせの原理を適用する際には、電圧源は短絡状態、電流源は開放状態とみなすべきである。

7. 三相発電機および電源装置を使用する利点は何ですか？

同じ発電容量の場合、三相発電機は単相発電機よりも体積が小さい。また、三相送配電線は単相送配電線よりも本数が少なく、材料費を大幅に節約できる。さらに、三相モーターは単相モーターよりも性能が優れている。そのため、三相機器が広く使用されている。

8. なぜ三相モーターの電源供給には三相三線式システムを使用できるのに、照明の電源供給には三相四線式システムを使用しなければならないのですか？

三相モーターは三相対称負荷であるため、スター接続でも三角接続でも、三相モーターの三相線を電源の三相線に接続するだけでよく、4番目のニュートラル線は必要ないため、三相3線式電源を使用できます。照明電源の負荷は電球であり、定格電圧は相電圧であるため、一方の端を相線に接続し、もう一方の端をニュートラル線に接続することで、各相電圧が互いに影響し合わないようにすることができます。そのため、三相4線式システムを使用する必要がありますが、単相1接地照明の使用は厳禁です。

トランジスタの主なパラメータは何ですか？

（１）増幅率（β）はトランジスタの増幅能力を測定するものです。

（２）逆飽和電流（Icbo）は、トランジスタの接合品質を示す指標である。

（３）浸透電流（Iceo）は、三極管の性能を示す。

10. トランジスタのフィードバックとは何ですか？フィードバックにはどのような種類がありますか？

トランジスタ増幅器では、出力電圧または電流の一部が、フィードバックと呼ばれる方法によって入力側に逆向きに送り返されます。

フィードバックには2種類あります。フィードバックを導入した後、増幅器の増幅率が増加するものを正のフィードバックと呼び、増幅率が減少するものを負のフィードバックと呼びます。

11. 微分回路と積分回路とは何ですか？

コンデンサの両端間の電圧は変化しないという原理を利用して、矩形波を鋭いパルス波に変換できる回路を差動回路と呼び、矩形波をのこぎり波に変換できる回路を積分回路と呼ぶ。

12. フィルタ回路の役割は何ですか？

整流器は交流を直流に変換しますが、整流後の波形にはかなりの量の交流成分が含まれています。このような直流は、低電力要件の機器でのみ使用できます。電子機器や自動制御回路などの一部の機器では、直流電源の脈動成分が非常に小さいことが求められます。そのため、整流電圧の品質を向上させ、整流回路の電圧波形を改善するために、交流成分を除去するフィルタ回路がよく設置されます。

13. シリコン制御整流器の使い方

整流回路において、SCRは順方向電圧が印加されている間にトリガーパルスの入力時間を変化させる、すなわち制御角の大きさを変化させることで、負荷に異なる値の直流電圧を与え、出力電圧の大きさを制御する。