予備校講師の田原が電験3種の理論対策のWeb講座を作成しました。「田原の電験三種(理論編)」好評開講中!
電験三種の理論対策について
物理ネット予備校の講師が、電験三種の理論対策について書いています。
2008年5月にリリースしたの「田原の電験三種(理論編)」の作成のために、ひたすら「電験三種・理論」の例題を解きました。
予備校講師になって10年間で築き上げた「田原の物理」で、電験三種の問題を解くとどうなるのか?
公式を暗記してあてはめるのではなく、電磁気学をちゃんと理解して、納得して問題を解きたい人、電磁気学について一生モノの知識を身につけたい人が、「こんな講座が欲しかった!」と言ってくれるような講座になったと思います。
オーム社の問題集を解いていく過程で、気づいたことなどを、どんどんアップしていきますので、ぜひ、お気に入りに入れておいてください。
田原の電験三種(理論編)の第1講を無料で公開していますので、ぜひ、受講してみてください。

→ 田原の電験三種(理論編)無料講義

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オーム社の「絵とき」が絶版になってしまうということで、その後継の「完全マスター」を指定問題集にすることにしました。



「絵とき」と大きな変更はないのですが、例題などがちょこちょこ変わっています。

現在、複素数で交流回路を分かりやすく解くやり方を研究中です。
だいぶ見えてきました。
ブリッジ回路の解法を整理してみました。

(1)ブリッジの両端の電位差を、電位の内分比をによって求め、等電位になっているかどうかを調べる。→等電位ならブリッジに電流が流れないため、ブリッジを除いてしまってよい。

(2)等電位になっていない場合、解法の選択として、テブナンの定理、ΔーY変換が考えられる。

(3)解法の選択は、問いの種類によって以下のように分けられる。

 ブリッジを流れる電流→ テブナンの定理
 合成抵抗→Δ-Y変換

とりあえず、これで多くの問題にあたってみて、確認してみるつもりです。

電験3種の指定問題集について

電験3種の問題の指定問題集にしようと思っていた『絵とき電験三種完全マスター 理論』についてですが、受講者の方からご指摘をいただき、オーム社に問い合わせたところ、現在の在庫がなくなったら、新しく増刷することはないそうです。

それでは困るので、指定問題集を変更しなくてはならなくなりました。

申し訳ございません。

すでに、電験3種の有料講座を、3講座分、収録してしまっています。基本事項の説明部分は変更しないのですが、問題解説の部分はもういちど、新たにつくりなおすことになります。

指定問題集をすでに購入されている方については、大変申し訳ありませんので、有料講座を購入された際には、この『絵とき電験三種完全マスター 理論』の例題解説の、すでに作成した解説部分(例題1~18)を、無料で差し上げようと思っています。

指定問題集については、現在、検討中です。決定しだいお知らせいたします。
ご迷惑をおかけして大変申し訳ございません。


第2章の例題7まで解きました。

複雑な回路網を簡単に解く方法として、等価回路、ミルマンの定理、テブナンの定理、ノートンの定理などがあります。

ここでの学習のポイントは、回路を見て、どの定理を使うとよいのかを判別できるようになることです。

この「判別」が出来なかったら、せっかく定理を理解しても、使えません。

ところで、ミルマンの定理は何かと似ていると思いませんか?

そうです、力学の「重心の式」と似ているのです。

各電池の電位を、コンダクタンスの重みをつけて平均した値が、並列接続した回路の電位差になっているという美しい結果なのです。

このような結果が出てくると言うことは、それが「当然」と感じられるような図を書けるはずだ!と思い、よく考えてみたら。。。。





書けました。

I=GV

というコンダクタンスの定義式は、電気容量のQ=CVと対応する表現です。

コンダクタンスは、言ってみれば、「電流容量」のようなものなのです。

ですから、底面積がGであるような容器をイメージして、そこに堆積Iの液体を注いでいくと、液面の高さがVになるというようにイメージすることが出来ます。

このような図を用いて可視化すると、ミルマンの定理がイメージ化できました。

一度、イメージかできてしまえば、あとはとても簡単です。

普段、コンデンサー回路で使っている、田原式の解法を、電池と抵抗からなる回路網に、
そのまま適応できそうです。
オーム社「電験三種・理論」の第2章、電気回路を読みました。

大学受験だと、キルヒホッフ第二法則だけでごり押ししていくのですが、
電験三種の場合は、等価回路を使って、簡単にしていくさまざまな工夫が
ポイントになりますね。

2-1定電圧源、定電流源

まずは、定電圧源→定電流源へのおきかえ

これができると、電源と抵抗を分離することができるので、合成抵抗を作ることができたり、
電流の分配比が見抜けるようになったりと、計算がだいぶ楽になります。

頭の中で、さっと、回路の一部を置き換えられるようになるトレーニングが必要になってきます。

2-2抵抗の直列回路、並列回路
大学受験と同じですね。
電位の内分比は、電流の分配比を見抜くところがポイントです。

2-3キルヒホッフの法則
なんといっても、電気回路の原理ですから、一番大切な法則です。
電気を理解するときは、キルヒホッフの法則で説明できて、
はじめて納得するという態度が必要だと思います。

大学受験では、ループ法をあまり使いませんが、
重ね合わせの定理などを理解するためには、ループ法のほうが
わかりやすいかもしれません。

ミルマンの定理は、定電圧源→定電流源さえできれば、
理解するのが簡単だと思います。

あとは、問題の中で、どのような回路に使うのかという
判断基準を固めていく必要があります。

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