Electrical and Electronic Assembly (Practical Level 2)

電気でんき・電子組立でんしくみたて（実務じつむ）

Industrial Manufacturing (SSW 2) · 製造分野（2号） · Written by Tokutei Pass based on the official study texts; not copied verbatim.

電気回路計算でんきかいろけいさん・コンデンサ容量ようりょう・三相誘導電動機さんそうゆうどうでんどうきと変圧器へんあつき

Circuit Calculations, Capacitance, Three-Phase Induction Motors, and Transformers

オームの法則ほうそく（$V = I R$）と消費電力しょうひでんりょく（$P = V I = I^2 R$）において、抵抗ていこうの直列合成ちょくれつごうせいは $R = R_1 + R_2$、並列合成へいれつごうせいは $R = \frac{R_1 R_2}{R_1 + R_2}$ です。

With Ohm's Law ($V = I R$) and electric power ($P = V I = I^2 R$), series resistance is $R = R_1 + R_2$ and parallel resistance is $R = \frac{R_1 R_2}{R_1 + R_2}$.

コンデンサの合成静電容量ごうせいせいでんようりょうは抵抗ていこうと逆ぎゃくで、並列へいれつが和わ（$C = C_1 + C_2$）、直列ちょくれつが $\frac{C_1 C_2}{C_1 + C_2}$ となり、$1\text{ }\mu\text{F} = 1000\text{ nF}$ です。

Equivalent capacitance is opposite to resistance: parallel capacitors add ($C = C_1 + C_2$) and series capacitors follow $\frac{C_1 C_2}{C_1 + C_2}$, with $1\text{ }\mu\text{F} = 1000\text{ nF} = 10^6\text{ pF}$.

三相誘導電動機さんそうゆうどうでんどうき（3相そうモータ）は3本ぼんの電源線でんげんせんのうち「任意にんいの2本ほん」を入いれ替かえると回転方向かいてんほうこうが逆転ぎゃくてんし、同期速度どうきそくどは $N_s = \frac{120 f}{p}$（4極きょく・50Hzなら毎分まいふん1500回転かいてん、60Hzなら毎分まいふん1800回転かいてん）です。

A three-phase induction motor reverses rotation when 'any 2 of the 3 power lines' are swapped, and its synchronous speed is $N_s = \frac{120 f}{p}$ (1500 rpm at 50 Hz or 1800 rpm at 60 Hz for 4 poles).

変圧器へんあつき（トランス）は電磁誘導でんじゆうどうで「交流電圧こうりゅうでんあつ」を巻数比まきすうひに応おうじて変換へんかんする機器きき（直流電圧ちょくりゅうでんあつは変換へんかんできない）で、インバータは周波数しゅうはすうと電圧でんあつを変かえてモータの回転速度かいてんそくどを連続制御れんぞくせいぎょします。

A transformer steps AC voltage up or down by its turns ratio (it cannot transform steady DC), while an inverter (VFD) varies frequency and voltage to control motor speed.

Circuit Calculations, Capacitance, Three-Phase Induction Motors, and Transformers

Key points

【○正ただしい】30Ωと60Ωの抵抗ていこうの並列合成抵抗へいれつごうせいていこうは $\frac{30 \times 60}{30 + 60} = 20\text{ }\Omega$ であり、10μFのコンデンサ2個この並列合成容量へいれつごうせいようりょうは $10 + 10 = 20\text{ }\mu\text{F}$ である。
(○ True) Parallel resistors of 30 Ω and 60 Ω give $\frac{30 \times 60}{30 + 60} = 20\text{ }\Omega$, and two 10 μF capacitors in parallel give $10 + 10 = 20\text{ }\mu\text{F}$.
【○正ただしい】三相誘導電動機さんそうゆうどうでんどうきの回転方向かいてんほうこうを逆ぎゃくにするには3本ぼんの電源線でんげんせんのうち「2本ほん」を入いれ替かえ、速度制御そくどせいぎょには「インバータ」を使つかう。
(○ True) Swap '2 of the 3 power leads' to reverse a three-phase induction motor, and use an 'inverter' to control its rotational speed.
【×誤あやまり】変圧器へんあつき（トランス）に直流ちょくりゅう（DC24Vなど）をそのまま入力にゅうりょくして昇圧しょうあつできるというのは誤あやまり（変圧器へんあつきは交流専用こうりゅうせんよう）。
(× False) Saying a transformer can step up steady DC voltage (such as 24 V DC) directly is FALSE (transformers require AC).

Word	Meaning
合成静電容量ごうせいせいでんようりょう	equivalent capacitance
三相誘導電動機さんそうゆうどうでんどうき	three-phase induction motor
同期速度どうきそくど	synchronous speed
変圧器へんあつき（トランス）	transformer
インバータ	inverter (VFD)

電子部品でんしぶひんの特性とくせい（抵抗ていこう・ダイオード・トランジスタ・LED）と計測器けいそくき

Electronic Components (Resistors, Diodes, Transistors, LEDs) and Electrical Measuring Instruments

抵抗ていこうカラーコード（黒くろ0・茶ちゃ1・赤あか2・だいだい3・黄き4・緑みどり5…、金きん±5%）やチップ抵抗表示ていこうひょうじ（「103」＝10kΩ、「472」＝4.7kΩ）から抵抗値ていこうちを読よみ取とります。

Read resistance from color bands (Black 0, Brown 1, Red 2, Orange 3, Yellow 4, Green 5..., Gold ±5%) or 3-digit SMD markings ('103' = $10 \times 10^3 = 10\text{ k}\Omega$, '472' = $4.7\text{ k}\Omega$).

ダイオードやLEDはアノード（A：＋側がわ）からカソード（K：－側がわ、帯おびマークや短みじかいリード側がわ）への一方向いちほうこうのみ電流でんりゅうを流ながす整流作用せいりゅうさようを持もち、LEDには過電流防止用かでんりゅうぼうしようの電流制限抵抗でんりゅうせいげんていこうを直列ちょくれつに入いれます。

Diodes and LEDs conduct current in one direction from anode (A, +) to cathode (K, -, marked by a band or shorter lead); LEDs require a series current-limiting resistor.

トランジスタやFETは増幅ぞうふくやスイッチング作用さようを持もち、温度おんどで抵抗値ていこうちが変化へんかする「サーミスタ」は温度おんどセンサーに使つかわれます。

Transistors and FETs perform amplification and switching, while a 'thermistor' changes resistance with temperature and is used as a temperature sensor.

オシロスコープは電圧波形でんあつはけいの時間変化じかんへんかを画面表示がめんひょうじし（周期しゅうき$T$と周波数しゅうはすう$f = 1/T$）、クランプメータは配線はいせんを切きらずに挟はさんで電流でんりゅうを測はかり、絶縁抵抗計ぜつえんていこうけい（メガー）は電源でんげんを切きって高電圧こうでんあつで絶縁抵抗ぜつえんていこう（MΩ）を測はかります。

An oscilloscope displays voltage waveforms over time ($f = 1/T$), a clamp meter measures current without breaking the wire, and an insulation resistance tester (megger) measures insulation in MΩ with power off.

Key points

【○正ただしい】チップ抵抗ていこうの「103」は $10 \times 10^3 = 10\text{ k}\Omega$ であり、ダイオードやLEDはアノード（＋）からカソード（－）へ順方向電流じゅんほうこうでんりゅうを流ながす。
(○ True) An SMD resistor marked '103' equals $10 \times 10^3 = 10\text{ k}\Omega$, and diodes/LEDs pass forward current from anode (+) to cathode (-).
【○正ただしい】周期しゅうき $T = 20\text{ ms} = 0.02\text{ s}$ の交流波形こうりゅうはけいの周波数しゅうはすうは $f = 1 \div 0.02 = 50\text{ Hz}$ であり、波形観測はけいかんそくには「オシロスコープ」を使つかう。
(○ True) An AC waveform with period $T = 20\text{ ms} = 0.02\text{ s}$ has a frequency of $f = 1 \div 0.02 = 50\text{ Hz}$, and voltage waveforms are observed with an 'oscilloscope'.
【×誤あやまり】絶縁抵抗計ぜつえんていこうけい（メガー）を通電中つうでんちゅうの回路かいろや繊細せんさいなIC基板きばんの両端りょうたんに直接印加ちょくせついんかするのは破損はそん・危険きけんのため誤あやまり。
(× False) Applying a high-voltage insulation tester (megger) to a live circuit or directly across sensitive IC pins is FALSE.

Word	Meaning
アノード・カソード	anode and cathode
整流作用せいりゅうさよう	rectification
サーミスタ	thermistor
オシロスコープ	oscilloscope
絶縁抵抗計ぜつえんていこうけい（メガー）	insulation resistance tester (megger)

シーケンス制御せいぎょ（a接点せってん・b接点せってん・自己保持じこほじ・インターロック・PLC・センサ）

Sequence Control (NO/NC Contacts, Self-Holding, Interlock, PLC, and Sensors)

シーケンス制御せいぎょでは、操作そうさしたときに閉とじる「a接点せってん（メーク接点せってん・NO）」と、普段閉ふだんとじていて操作そうさすると開ひらく「b接点せってん（ブレーク接点せってん・NC、非常停止ひじょうていしボタン等とう）」を使つかいます。

In sequence control, an 'a-contact' (Make / NO) closes when actuated, whereas a 'b-contact' (Break / NC, used for stop and emergency stop buttons) is normally closed and opens when actuated.

起動きどうボタンを離はなしてもリレー自身じしんのa接点せってんを並列へいれつにつないで運転うんてんを続つづける「自己保持回路じこほじかいろ」や、正転せいてんと逆転ぎゃくてんの電磁接触器でんじせっしょくきが同時どうじに入はいらないように互たがいのb接点せってんを直列ちょくれつに入いれる「インターロック回路かいろ」が基本きほんです。

A 'self-holding circuit' wires a relay's own a-contact in parallel with the start button to maintain operation, while an 'interlock circuit' wires opposing b-contacts in series to prevent forward and reverse contactors from energizing simultaneously.

接点せってんの直列接続ちょくれつせつぞくはすべてONで出力しゅつりょくする「AND回路かいろ（論理積ろんりせき）」、並列接続へいれつせつぞくはいずれか1つがONで出力しゅつりょくする「OR回路かいろ（論理和ろんりわ）」になります。

Contacts wired in series form a logical 'AND circuit', while contacts wired in parallel form a logical 'OR circuit'.

PLC（シーケンサ）のラダー図ずや各種かくしゅセンサ（金属きんぞくを非接触検知ひせっしょくけんちする誘導形近接ゆうどうがたきんせつセンサ、光電こうでんセンサ）、モータの過負荷焼損かふかしょうそんを防ふせぐ「サーマルリレー（熱動継電器ねつどうけいでんき）」が使つかわれます。

Automated panels use PLCs (ladder logic), inductive proximity sensors (non-contact metal detection), photoelectric sensors, and 'thermal overload relays' to protect motors from overload burnout.

Key points

【○正ただしい】操作そうさすると閉とじるのは「a接点せってん」、普段閉ふだんとじていて操作そうさすると開ひらくのは「b接点せってん」であり、接点せってんの直列ちょくれつはAND回路かいろ・並列へいれつはOR回路かいろである。
(○ True) A contact that closes when pressed is an 'a-contact (NO)', one that opens when pressed is a 'b-contact (NC)'; series contacts form an AND circuit and parallel contacts form an OR circuit.
【○正ただしい】正転せいてん・逆転電磁接触器ぎゃくてんでんじせっしょくきの同時投入どうじとうにゅうによる短絡たんらくを防ふせぐには互たがいのb接点せってんで「インターロック回路かいろ」を組くみ、モータの過負荷保護かふかほごには「サーマルリレー」を使つかう。
(○ True) Cross-wire b-contacts in an 'interlock circuit' to prevent simultaneous forward/reverse contactor activation, and use a 'thermal relay' for motor overload protection.
【×誤あやまり】自己保持回路じこほじかいろを解除かいじょする停止ていしボタンにa接点せってんを並列へいれつにつなぐというのは誤あやまり（停止ていしボタンはb接点せってんを直列ちょくれつに入いれる）。
(× False) Wiring an a-contact in parallel as the stop button to release a self-holding circuit is FALSE (a b-contact must be wired in series).

Word	Meaning
a接点せってん・b接点せってん	a-contact (NO) and b-contact (NC)
自己保持回路じこほじかいろ	self-holding circuit
インターロック回路かいろ	interlock circuit
サーマルリレー	thermal overload relay
近接きんせつセンサ	proximity sensor

基板実装きばんじっそう（SMT・リフロー・鉛なまりフリーはんだ）・ハーネス加工かこうと静電気せいでんき・配線保護はいせんほご

PCB Assembly (SMT, Reflow, Lead-Free Solder), Wire Harnessing, ESD, and Circuit Protection

表面実装技術ひょうめんじっそうぎじゅつ（SMT）では「クリームはんだ印刷いんさつ→チップマウンタによる部品配置ぶひんはいち→リフロー炉加熱ろかねつ」の順じゅんで実装じっそうし、リフローで微小びしょうチップが片側かたがわだけ浮うき上あがる不良ふりょうを「マンハッタン現象げんしょう（ツームストーン）」といいます。

Surface Mount Technology (SMT) follows 'solder paste printing -> component placement -> reflow oven heating'; when a chip component stands up on one end during reflow, it is called 'tombstoning' (Manhattan effect).

RoHS指令対応しれいたいおうの「鉛なまりフリーはんだ（Sn-Ag-Cu系けい）」は従来じゅうらいのすず－鉛共晶なまりきょうしょうはんだ（約やく183℃）より融点ゆうてんが高たかく（約やく217〜220℃）、手てはんだではランドとリードを同時加熱どうじかねつしてイモはんだやブリッジを防ふせぎます。

RoHS-compliant 'lead-free solder' (Sn-Ag-Cu) has a higher melting point (~217–220°C) than tin-lead eutectic solder (~183°C); during hand soldering, heat both the pad and lead simultaneously to avoid cold joints and solder bridges.

圧着端子加工あっちゃくたんしかこうでは芯線しんせんを傷きずつけず被覆ひふくをむき、被覆ひふくの噛かみ込こみや芯線しんせんのはみ出だし不良ふりょうを防ふせいで専用工具せんようこうぐで圧着あっちゃくし、盤内配線ばんないはいせんはノイズ防止ぼうしのため動力線どうりょくせんと微弱信号線びじゃくしんごうせんを分離配線ぶんりはいせん（シールド線使用せんしよう）します。

In crimping terminals, strip insulation without nicking strands and crimp only the bare conductor barrel without pinching insulation; inside control panels, separate power cables from low-level signal wires to prevent electromagnetic noise.

配線用遮断器はいせんようしゃだんき（MCCB）は過電流かでんりゅう・短絡保護たんらくほご、漏電遮断器ろうでんしゃだんき（ELCB）は地絡ちらく（漏電ろうでん）による感電防止かんでんぼうしを行おこない、保護接地線ほごせっちせん（PE）には「緑みどり／黄きストライプ（または緑色みどりいろ）」を使用しようします。

Molded case circuit breakers (MCCB) protect against overcurrent/short circuits, earth leakage circuit breakers (ELCB) prevent electric shock from ground faults, and protective earth (PE) wires use 'green/yellow stripe' (or green) insulation.

Key points

【○正ただしい】SMTの工程順こうていじゅんは「はんだ印刷いんさつ→部品配置ぶひんはいち→リフロー加熱かねつ」であり、鉛なまりフリーはんだの融点ゆうてん（約やく220℃）は従来じゅうらいの鉛入なまりいりはんだより高たかい。
(○ True) The SMT sequence is 'solder paste printing -> component placement -> reflow heating', and lead-free solder has a higher melting point (~220°C) than tin-lead solder.
【○正ただしい】ノイズ対策たいさくとして動力線どうりょくせんと信号線しんごうせんは離はなして配線はいせんし、保護接地線ほごせっちせん（アース線せん）には「緑みどり／黄き（または緑みどり）」の電線でんせんを使つかう。
(○ True) Route power cables separately from signal wires to prevent noise, and use 'green/yellow' (or green) wire for protective grounding (PE).
【×誤あやまり】圧着端子あっちゃくたんしの導体圧着部どうたいあっちゃくぶに電線でんせんのビニール被覆ひふくごと深ふかく挟はさんで圧着あっちゃくするというのは接触不良せっしょくふりょうになるため誤あやまり。
(× False) Crimping the conductor barrel over the wire's vinyl insulation causes poor electrical contact and is FALSE.

Word	Meaning
リフローはんだ付づけ	reflow soldering
鉛なまりフリーはんだ	lead-free solder
マンハッタン現象げんしょう	tombstoning (Manhattan phenomenon)
イモはんだ	cold solder joint (Imo-handa)
保護接地線ほごせっちせん	protective earth (PE) wire

Electrical Assembly and Control (Advanced)

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Official references

製造分野特定技能2号評価試験（経済産業省・JAIM） — https://www.jaim-skill.or.jp/exam/about-ssw2/
製造分野特定技能評価試験試験基準（別紙） — https://www.jaim-skill.or.jp/assets/files/exam/top/exam_criteria.pdf