Lý thuyết điện cơ bản & Xoay chiều 3 pha
電気に関する基礎理論・三相交流
Thợ điện hạng 1 第一種電気工事士 (thi lý thuyết) · 第一種電気工事士(学科試験) · Bài học do Tokutei Pass tự biên soạn dựa trên giáo trình chính thức; không sao chép nguyên văn.
クーロンの法則と平行板コンデンサの電界・静電容量
Định luật Coulomb, cường độ điện trường và điện dung của tụ điện phẳng
第一種電気工事士の学科試験では、問1に静電気または電磁気の計算問題が出題されます。第二種にはない重要分野ですが、公式の形を覚えれば確実に得点できます。
Trong phần thi Lý thuyết Kỹ sư công trình điện Hạng 1 (Dai-isshu Denki Kojishi), câu số 1 luôn là bài toán tính toán về tĩnh điện hoặc điện từ. Đây là mảng kiến thức quan trọng không có ở Hạng 2, nhưng chỉ cần nắm chắc dạng công thức là bạn chắc chắn lấy trọn điểm.
空気中に置かれた2つの点電荷Q1(C)とQ2(C)の間に働く静電気力F(N)は、電荷の積「Q1×Q2」に比例し、距離r(m)の2乗「r²」に反比例します。これをクーロンの法則と呼びます。
Lực tĩnh điện F (N) tác dụng giữa hai điện tích điểm Q1 (C) và Q2 (C) đặt trong không khí tỷ lệ thuận với tích hai điện tích "Q1 × Q2" và tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách r (m) "r²". Quy luật này được gọi là định luật Coulomb.
向かい合う2枚の金属板(極板)を距離d(m)だけ離して電圧V(V)を加えると、極板間には一様な電界が生じます。電界の強さE(V/m)は「E=V÷d」で求められ、距離dに反比例します。
Khi đặt hai tấm kim loại (bản cực) song song cách nhau một khoảng d (m) và cấp điện áp V (V), giữa hai bản cực sẽ xuất hiện một điện trường đều. Cường độ điện trường E (V/m) được tính bằng công thức "E = V ÷ d" và tỷ lệ nghịch với khoảng cách d.
平行板コンデンサの静電容量C(F)は、極板の面積S(m²)と絶縁物の誘電率ε(イプシロン)に比例し、極板間距離d(m)に反比例します(C=ε×S÷d)。面積が広く隙間が狭いほど電気を多く蓄えられます。
Điện dung C (F) của tụ điện phẳng tỷ lệ thuận với diện tích bản cực S (m²) và hằng số điện môi ε (epsilon) của vật liệu cách điện, đồng thời tỷ lệ nghịch với khoảng cách giữa hai bản cực d (m) theo công thức C = ε × S ÷ d. Bản cực càng rộng và khe hở càng hẹp thì càng tích trữ được nhiều điện tích.

Điểm cần nhớ
- クーロンの法則:静電気力Fは電荷の積「Q1×Q2」に比例し、距離の2乗「r²」に反比例する(距離が2倍なら力は1/4)。
Định luật Coulomb: Lực tĩnh điện F tỷ lệ thuận với tích điện tích "Q1 × Q2" và tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách "r²" (khoảng cách tăng 2 lần thì lực giảm còn 1/4). - 平行板コンデンサの電界の強さE(V/m)は「E=V÷d」で計算する(dは必ずメートルmに換算する)。
Cường độ điện trường E (V/m) của tụ điện phẳng tính bằng "E = V ÷ d" (bắt buộc đổi khoảng cách d ra đơn vị mét m). - 静電容量C(F)は「C=ε×S÷d」で表され、比誘電率εrの誘電体を入れると容量はεr倍になる。
Điện dung C (F) biểu thị bằng "C = ε × S ÷ d"; khi chèn chất điện môi có hằng số điện môi tương đối εr vào giữa bản cực thì điện dung tăng gấp εr lần. - 【例】極板間距離 d = 4mm(0.004m)の平行板コンデンサに直流電圧 V = 200Vを加えたとき → 電界の強さ E = 200 ÷ 0.004 = 50,000V/m = 50kV/m
Ví dụ: Tụ điện phẳng có khoảng cách giữa hai bản cực d = 4mm (0,004m) được đặt điện áp một chiều V = 200V → Cường độ điện trường E = 200 ÷ 0,004 = 50.000V/m = 50kV/m
| Từ vựng | Nghĩa |
|---|---|
| クーロンの法則 | định luật Coulomb |
| 電界の強さ(E=V÷d) | cường độ điện trường (E = V ÷ d) |
| 静電容量(C) | điện dung (C) |
| 誘電率(ε) | hằng số điện môi (ε) |
コンデンサの直並列接続・分圧と静電エネルギー
Ghép tụ điện nối tiếp - song song, phân áp và năng lượng tĩnh điện
静電容量C(F)のコンデンサに電圧V(V)を加えたときに蓄えられる電荷Q(C:クーロン)は「Q=C×V」であり、コンデンサ内部に蓄えられる静電エネルギーW(J:ジュール)は「W=0.5×C×V²=0.5×Q×V」となります。
Khi đặt điện áp V (V) vào tụ điện có điện dung C (F), điện tích Q (C: Coulomb) tích trữ được là "Q = C × V", và năng lượng tĩnh điện W (J: Joule) tích trữ bên trong tụ điện được tính bằng công thức "W = 0,5 × C × V² = 0,5 × Q × V".
試験で特に注意すべきなのは単位の換算です。静電容量は「μF(マイクロファラド=10⁻⁶F)」で与えられることが多いため、電圧Vが何百ボルトから何千ボルトのときに10⁻⁶を掛けてジュール(J)に直します。
Điểm cần đặc biệt lưu ý khi đi thi là quy đổi đơn vị. Vì điện dung thường được cho theo đơn vị "μF (microfarad = 10⁻⁶F)", nên khi điện áp V ở mức vài trăm đến vài nghìn Volt, bạn phải nhân với 10⁻⁶ để đổi sang đơn vị chuẩn là Joule (J).
複数のコンデンサをつなぐ場合、合成静電容量Cの計算式は抵抗のときと正反対になります。並列接続では極板面積が増えるため単純な和「C=C1+C2」になり、直列接続では和分の積「C=(C1×C2)÷(C1+C2)」になります。
Khi ghép nhiều tụ điện với nhau, công thức tính điện dung tương đương C ngược hẳn với công thức ghép điện trở. Mắc song song làm tăng diện tích bản cực nên bằng tổng "C = C1 + C2", còn mắc nối tiếp thì tính bằng tích chia tổng "C = (C1 × C2) ÷ (C1 + C2)".
2つのコンデンサC1とC2を直列接続して電源電圧Vを加えると、両方のコンデンサには全く同じ電荷Qが蓄えられます。そのため、各コンデンサにかかる電圧は静電容量の逆比に分圧され、容量が小さい方に高い電圧がかかります。
Khi mắc nối tiếp 2 tụ điện C1 và C2 vào nguồn điện áp V, cả hai tụ điện đều tích trữ cùng một lượng điện tích Q bằng nhau. Do đó, điện áp đặt lên mỗi tụ điện được chia theo tỷ lệ nghịch với điện dung: tụ nào có điện dung nhỏ hơn sẽ chịu điện áp cao hơn.
Điểm cần nhớ
- 蓄えられる電荷は「Q=C×V(C)」、静電エネルギーは「W=0.5×C×V²(J)」で求める(1μF=10⁻⁶F)。
Điện tích tích trữ tính bằng "Q = C × V (C)", năng lượng tĩnh điện tính bằng "W = 0,5 × C × V² (J)" (lưu ý 1μF = 10⁻⁶F). - 合成静電容量は抵抗と逆で、並列接続が足し算「C1+C2」、2個の直列接続が「(C1×C2)÷(C1+C2)」。
Điện dung tương đương ngược với điện trở: mắc song song thì cộng "C1 + C2", mắc nối tiếp 2 tụ thì dùng "(C1 × C2) ÷ (C1 + C2)". - 直列接続では電荷Qが等しくなり、電圧は容量の逆比に分圧される:「V1=V×C2÷(C1+C2)」。
Trong mạch tụ mắc nối tiếp, điện tích Q bằng nhau và điện áp phân bố theo tỷ lệ nghịch với điện dung: "V1 = V × C2 ÷ (C1 + C2)". - 【例】静電容量 C = 20μF のコンデンサに直流電圧 V = 500V を充電したとき → 静電エネルギー W = 0.5 ×(20 × 10⁻⁶)× 500² = 2.5J
Ví dụ: Nạp điện áp một chiều V = 500V vào tụ điện có điện dung C = 20μF → Năng lượng tĩnh điện W = 0,5 × (20 × 10⁻⁶) × 500² = 2,5J
| Từ vựng | Nghĩa |
|---|---|
| 静電エネルギー(W=0.5CV²) | năng lượng tĩnh điện (W = 0,5CV²) |
| 電荷(Q=CV) | điện tích (Q = CV) |
| 合成静電容量 | điện dung tương đương (điện dung tổng hợp) |
| 容量の逆比による分圧 | phân áp theo tỷ lệ nghịch của điện dung |
電磁誘導・自己インダクタンスと鉄心入りコイルの特性
Cảm ứng điện từ, hệ số tự cảm và đặc tính cuộn dây có lõi sắt
コイルを貫く磁束Φ(ウェーバ:Wb)が時間とともに変化すると、その変化を妨げる向き(レンツの法則)に誘導起電力e(V)が生じます。これをファラデーの電磁誘導の法則といい、変圧器や発電機の原理となります。
Khi từ thông φ (Weber: Wb) xuyên qua cuộn dây biến thiên theo thời gian, trong cuộn dây sẽ xuất hiện sức điện động cảm ứng e (V) theo chiều chống lại sự biến thiên đó (định luật Lenz). Đây là định luật cảm ứng điện từ Faraday — nguyên lý của máy biến áp và máy phát điện.
自分自身のコイルに流れる電流I(A)が変化したときに生じる起電力の大きさは、自己インダクタンスL(ヘンリー:H)を用いて「e=L×(ΔI÷Δt)」と表されます。またコイルが蓄える電磁エネルギーは「W=0.5×L×I²(J)」です。
Độ lớn của sức điện động sinh ra khi dòng điện I (A) chạy trong chính cuộn dây đó biến thiên được biểu thị qua hệ số tự cảm L (Henry: H) theo công thức "e = L × (ΔI ÷ Δt)". Năng lượng từ trường tích trữ trong cuộn dây là "W = 0,5 × L × I² (J)".
コイルの自己インダクタンスLは、鉄心の透磁率μ(ミュー)と断面積Sに比例し、磁路の長さlに反比例し、さらにコイルの「巻数Nの2乗(N²)」に比例します。巻数を2倍にするとインダクタンスLは4倍になります。
Hệ số tự cảm L của cuộn dây tỷ lệ thuận với độ từ thẩm μ (mu) và tiết diện S của lõi sắt, tỷ lệ nghịch với chiều dài mạch từ l, đồng thời tỷ lệ thuận với "bình phương số vòng dây N (N²)". Nếu tăng số vòng dây lên gấp 2 lần thì hệ số tự cảm L tăng gấp 4 lần.
したがって、鉄心入りコイルに交流電圧V(周波数f)を加えたとき、誘導性リアクタンス「XL=2πfL」によって電流「I=V÷XL」が制限制御されます。運転中に鉄心を引き抜くと透磁率μが激減してLとXLが小さくなり、過大な電流Iが流れます。
Do đó, khi cấp điện áp xoay chiều V (tần số f) vào cuộn dây có lõi sắt, dòng điện "I = V ÷ XL" bị giới hạn bởi cảm kháng "XL = 2πfL". Nếu rút lõi sắt ra trong lúc đang cấp điện thì độ từ thẩm μ giảm mạnh làm L và XL giảm sút, dẫn đến dòng điện I tăng vọt rất lớn.
Điểm cần nhớ
- 自己誘導起電力は「e=L×(ΔI÷Δt)(V)」、コイルに蓄えられる電磁エネルギーは「W=0.5×L×I²(J)」。
Sức điện động tự cảm là "e = L × (ΔI ÷ Δt) (V)", và năng lượng từ trường tích trữ trong cuộn dây là "W = 0,5 × L × I² (J)". - コイルの自己インダクタンスL(H)は、透磁率μと巻数の2乗「N²」に比例する。
Hệ số tự cảm L (H) của cuộn dây tỷ lệ thuận với độ từ thẩm μ và bình phương số vòng dây "N²". - 交流電源につないだコイルから鉄心を抜くと、インダクタンスLが減って電流Iが大きく増加する。
Khi rút lõi sắt ra khỏi cuộn dây đang nối với nguồn xoay chiều, hệ số tự cảm L giảm mạnh làm dòng điện I tăng lên rất lớn. - 【例】自己インダクタンス L = 0.4H のコイルに電流 I = 5A が流れているとき → 蓄えられる電磁エネルギー W = 0.5 × 0.4 × 5² = 5J
Ví dụ: Cuộn dây có hệ số tự cảm L = 0,4H đang có dòng điện I = 5A chạy qua → Năng lượng từ trường tích trữ W = 0,5 × 0,4 × 5² = 5J
| Từ vựng | Nghĩa |
|---|---|
| 電磁誘導の法則 | định luật cảm ứng điện từ |
| 自己インダクタンス(L) | hệ số tự cảm (L) |
| 透磁率(μ) | độ từ thẩm (μ) |
| 電磁エネルギー(W=0.5LI²) | năng lượng điện từ (W = 0,5LI²) |
キルヒホッフの法則(2電源回路)とホイートストンブリッジ回路
Định luật Kirchhoff (mạch 2 nguồn) và mạch cầu Wheatstone
問2では直流回路の計算が必ず1問出題されます。第一種では単なる直並列合成だけでなく、2つの直流電源を持つ回路や、ブリッジ回路の2点間の電位差(電圧Vab)を求める問題が頻出です。
Ở câu số 2 luôn có 1 bài toán tính mạch điện một chiều. Đề thi Hạng 1 không chỉ hỏi ghép nối tiếp - song song đơn thuần mà rất hay ra mạch điện một chiều có 2 nguồn áp hoặc bài toán tìm hiệu điện thế (điện áp Vab) giữa 2 nút của mạch cầu.
キルヒホッフの第1法則(電流則)は「接続点に流れ込む電流の和と流れ出る電流の和は等しい」、第2法則(電圧則)は「任意の閉回路(ループ)において起電力の和と電圧降下(I×R)の和は等しい」という法則です。
Định luật Kirchhoff 1 (định luật dòng điện) phát biểu rằng "tại một nút nối, tổng dòng điện đi vào bằng tổng dòng điện đi ra"; định luật Kirchhoff 2 (định luật điện áp) phát biểu rằng "trong một vòng kín bất kỳ, tổng sức điện động bằng tổng các độ sụt áp (I × R)".
また4つの抵抗R1・R2・R3・R4をひし形に組んだホイートストンブリッジ回路では、向かい合う対辺の抵抗の積が等しい「R1×R4=R2×R3」のときに平衡状態となり、中央の検流計(または電流計)に流れる電流は0Aになります。
Trong mạch cầu Wheatstone gồm 4 điện trở R1, R2, R3, R4 ghép hình thoi, khi tích hai điện trở ở hai cạnh đối diện bằng nhau "R1 × R4 = R2 × R3" thì mạch đạt trạng thái cân bằng, và dòng điện chạy qua điện kế (hoặc ampe kế) ở nhánh giữa bằng 0 A.
平衡していないブリッジ回路で中央の2点a−b間の電位差Vabを求める問題では、基準点(0V)を決めて各枝の分圧比から点aの電位Vaと点bの電位Vbを別々に計算し、その差「Vab=|Va−Vb|」をとると一瞬で解けます。
Với bài toán tìm hiệu điện thế Vab giữa 2 điểm a–b ở giữa một mạch cầu không cân bằng, hãy chọn một điểm chuẩn (0 V), tính riêng điện thế Va của điểm a và điện thế Vb của điểm b theo tỷ lệ phân áp trên từng nhánh, rồi lấy hiệu "Vab = |Va − Vb|" là giải ra ngay lập tức.
Điểm cần nhớ
- キルヒホッフ第1法則は「接続点の流入電流=流出電流」、第2法則は「閉回路の起電力の和=電圧降下の和」。
Định luật Kirchhoff 1: "Dòng điện đi vào nút = dòng điện đi ra khỏi nút"; Định luật 2: "Tổng sức điện động = tổng sụt áp trong vòng kín". - ホイートストンブリッジの平衡条件は対辺の積「R1×R4=R2×R3」であり、このとき中央の枝の電流は0Aになる。
Điều kiện cân bằng cầu Wheatstone là tích hai cạnh đối diện bằng nhau "R1 × R4 = R2 × R3"; khi đó dòng điện ở nhánh giữa bằng 0 A. - 2点a−b間の電圧Vabは、各直列枝の分圧計算で電位Vaと電位Vbを求めて引き算する。
Điện áp Vab giữa 2 điểm a–b được tìm nhanh bằng cách tính điện thế phân áp Va và Vb trên từng nhánh nối tiếp rồi trừ cho nhau. - 【例】電源 100V に対し、左枝が 20Ωと 30Ωの直列、右枝が 25Ωと 25Ωの直列のとき → 中間点の電位は Va = 100 × 30 ÷ 50 = 60V、Vb = 100 × 25 ÷ 50 = 50V となり、電位差 Vab = 60 − 50 = 10V
Ví dụ: Nguồn 100V cấp cho nhánh trái gồm 20Ω nối tiếp 30Ω và nhánh phải gồm 25Ω nối tiếp 25Ω → Điện thế điểm giữa là Va = 100 × 30 ÷ 50 = 60V và Vb = 100 × 25 ÷ 50 = 50V, suy ra hiệu điện thế Vab = 60 − 50 = 10V
| Từ vựng | Nghĩa |
|---|---|
| キルヒホッフの法則 | định luật Kirchhoff |
| ホイートストンブリッジ回路 | mạch cầu Wheatstone |
| 平衡条件(R1×R4=R2×R3) | điều kiện cân bằng (R1 × R4 = R2 × R3) |
| 電位差(Vab) | hiệu điện thế (Vab) |
正弦波交流(周期・周波数・角周波数)と周波数変化時のリアクタンス
Dòng xoay chiều hình sin (chu kỳ, tần số, tần số góc) và kháng điện khi đổi tần số
問3では単相交流回路が出題されます。正弦波交流が1回の波を描くのにかかる時間を「周期T(s:秒)」、1秒間に繰り返す波の数を「周波数f(Hz:ヘルツ)」といい、「f=1÷T」の関係があります。
Câu số 3 kiểm tra về mạch điện xoay chiều 1 pha. Thời gian để dòng xoay chiều hình sin thực hiện trọn vẹn 1 chu kỳ sóng gọi là "chu kỳ T (s: giây)", và số chu kỳ sóng lặp lại trong 1 giây gọi là "tần số f (Hz: Hertz)", liên hệ với nhau qua công thức "f = 1 ÷ T".
また1秒間に進む角度(ラジアン)を「角周波数ω(オメガ:rad/s)」といい、「ω=2πf=2π÷T(π≈3.14)」で求めます。周波数f=50Hz(周期T=20ms=0.02s)のとき、角周波数は「ω=2×3.14×50=314rad/s」となります。
Góc (tính bằng radian) mà pha sóng tiến thêm trong 1 giây gọi là "tần số góc (vận tốc góc) ω (omega: rad/s)", tính bằng "ω = 2πf = 2π ÷ T (π ≈ 3,14)". Khi tần số f = 50Hz (chu kỳ T = 20ms = 0,02s), tần số góc bằng "ω = 2 × 3,14 × 50 = 314 rad/s".
正弦波交流の最大値Vmは実効値Vの√2倍(Vm=√2×V≈1.41×V)、平均値Vavは最大値の2÷π倍です。日常の100Vや200Vという表示はすべて「実効値」を表しています。
Giá trị cực đại Vm của sóng hình sin bằng √2 lần giá trị hiệu dụng V (Vm = √2 × V ≈ 1,41 × V), còn giá trị trung bình Vav bằng 2 ÷ π lần giá trị cực đại. Mọi con số 100V hay 200V dùng trong thực tế đều là "giá trị hiệu dụng".
コイルの誘導性リアクタンス「XL=ωL=2πfL(Ω)」は周波数fに比例し、コンデンサの容量性リアクタンス「XC=1÷(ωC)=1÷(2πfC)(Ω)」は周波数fに反比例します。電源周波数が50Hzから60Hz(1.2倍)に変わると、XLは1.2倍に増え、XCは1÷1.2倍に減ります。
Cảm kháng của cuộn dây "XL = ωL = 2πfL (Ω)" tỷ lệ thuận với tần số f, còn dung kháng của tụ điện "XC = 1 ÷ (ωC) = 1 ÷ (2πfC) (Ω)" tỷ lệ nghịch với tần số f. Khi tần số nguồn đổi từ 50Hz sang 60Hz (tăng 1,2 lần), XL tăng lên 1,2 lần còn XC giảm xuống 1 ÷ 1,2 lần.
Điểm cần nhớ
- 周波数は「f=1÷T(Hz)」、角周波数は「ω=2πf(rad/s)」であり、f=50Hz(T=20ms)なら「ω≈314rad/s」。
Tần số là "f = 1 ÷ T (Hz)", tần số góc là "ω = 2πf (rad/s)"; với f = 50Hz (T = 20ms) thì "ω ≈ 314 rad/s". - 正弦波交流の最大値は実効値の√2倍:「Vm=√2×V」。
Giá trị cực đại của dòng xoay chiều hình sin bằng √2 lần giá trị hiệu dụng: "Vm = √2 × V". - コイルの「XL=2πfL」は周波数fに比例し、コンデンサの「XC=1÷(2πfC)」は周波数fに反比例する。
Cảm kháng "XL = 2πfL" của cuộn dây tỷ lệ thuận với tần số f, còn dung kháng "XC = 1 ÷ (2πfC)" của tụ điện tỷ lệ nghịch với tần số f. - 【例】50Hzのとき XL = 10Ω、XC = 12Ωの直列回路を 60Hz(1.2倍)の電源につないだとき → 新しい XL' = 10 × 1.2 = 12Ω、XC' = 12 ÷ 1.2 = 10Ω となり、合成リアクタンス X = 12 − 10 = 2Ω
Ví dụ: Mạch nối tiếp có XL = 10Ω, XC = 12Ω ở 50Hz khi chuyển sang nguồn 60Hz (gấp 1,2 lần) → Giá trị mới là XL' = 10 × 1,2 = 12Ω và XC' = 12 ÷ 1,2 = 10Ω, nên kháng điện tổng hợp X = 12 − 10 = 2Ω
| Từ vựng | Nghĩa |
|---|---|
| 周期(T)と周波数(f) | chu kỳ (T) và tần số (f) |
| 角周波数(ω=2πf) | tần số góc / vận tốc góc (ω = 2πf) |
| 誘導性リアクタンス(XL) | cảm kháng (XL) |
| 容量性リアクタンス(XC) | dung kháng (XC) |
単相交流R-L-C直並列回路・共振と半波整流回路
Mạch xoay chiều 1 pha R-L-C nối tiếp/song song, cộng hưởng và mạch chỉnh lưu bán sóng
抵抗RとリアクタンスXL・XCが直列につながった回路の合成インピーダンスZ(Ω)は「Z=√(R²+(XL−XC)²)」で求め、力率cosθは「cosθ=R÷Z」となります。XL=XCのときは直列共振となり、リアクタンスが打ち消し合って「Z=R、力率cosθ=1(100%)」になります。
Trong mạch mắc nối tiếp điện trở R với kháng điện XL, XC, tổng trở Z (Ω) được tính bằng "Z = √(R² + (XL − XC)²)" và hệ số công suất là "cosθ = R ÷ Z". Khi XL = XC thì xảy ra cộng hưởng nối tiếp, hai thành phần kháng triệt tiêu nhau nên "Z = R và hệ số công suất cosθ = 1 (100%)".
一方、抵抗Rの枝とリアクタンスXの枝が並列につながった回路では、各枝に同じ電源電圧Vがかかります。抵抗の電流「IR=V÷R」とリアクタンスの電流「IX=V÷X」は位相が90度ずれるため、全電流は「I=√(IR²+IX²)」、力率は「cosθ=IR÷I」で求めます。
Ngược lại, trong mạch mắc song song nhánh điện trở R với nhánh kháng điện X, mỗi nhánh đều chịu chung điện áp nguồn V. Vì dòng qua điện trở "IR = V ÷ R" và dòng qua kháng điện "IX = V ÷ X" lệch pha nhau 90 độ, nên dòng điện tổng là "I = √(IR² + IX²)" và hệ số công suất là "cosθ = IR ÷ I".
また問4で頻出なのが、交流電源(実効値V)に理想的な「半導体ダイオード」1個と抵抗Rを直列につないだ「半波整流回路」の消費電力Pを求める問題です。
Ngoài ra, dạng bài xuất hiện liên tục ở câu số 4 là tính công suất tiêu thụ P của "mạch chỉnh lưu bán sóng" gồm nguồn xoay chiều (giá trị hiệu dụng V) mắc nối tiếp với 1 "đi-ốt bán dẫn" lý tưởng và điện trở R.
ダイオードは一方向(順方向)にしか電流を通さないため、交流の1周期のうち正の半周期だけ電流が流れ、負の半周期は電流が0Aになります。したがって、抵抗Rで消費される平均電力Pはダイオードがないときの「半分(1/2)」、すなわち「P=V²÷(2×R)(W)」になります。
Vì đi-ốt chỉ cho dòng điện đi qua theo một chiều (chiều thuận), nên trong 1 chu kỳ xoay chiều chỉ có nửa chu kỳ dương có dòng điện chạy qua, còn nửa chu kỳ âm dòng điện bằng 0 A. Do đó, công suất trung bình P tiêu thụ trên điện trở R giảm xuống đúng bằng "một nửa (1/2)" so với khi không có đi-ốt: "P = V² ÷ (2 × R) (W)".

Điểm cần nhớ
- R-X並列回路では電流の直角三角形を作り、全電流「I=√(IR²+IX²)」、力率「cosθ=IR÷I」で計算する。
Trong mạch R-X song song, lập tam giác vuông dòng điện để tính dòng tổng "I = √(IR² + IX²)" và hệ số công suất "cosθ = IR ÷ I". - XL=XCとなる共振状態では、無効電流またはリアクタンス電圧が打ち消し合い、回路全体の力率cosθは1(100%)になる。
Ở trạng thái cộng hưởng khi XL = XC, dòng phản kháng hoặc áp phản kháng triệt tiêu nhau nên hệ số công suất toàn mạch cosθ = 1 (100%). - ダイオード1個の半波整流回路では正の半周期しか電流が流れないため、抵抗Rの消費電力は半分の「P=V²÷(2×R)(W)」になる。
Trong mạch chỉnh lưu bán sóng dùng 1 đi-ốt, dòng điện chỉ chạy trong nửa chu kỳ nên công suất tiêu thụ trên điện trở R bằng một nửa: "P = V² ÷ (2 × R) (W)". - 【例】実効値 V = 100V の正弦波交流電源にダイオードと抵抗 R = 10Ωを直列接続したとき → 消費電力 P = 100² ÷(2 × 10)= 500W(1,000Wではないことに注意!)
Ví dụ: Nối tiếp 1 đi-ốt và điện trở R = 10Ω vào nguồn xoay chiều hình sin có giá trị hiệu dụng V = 100V → Công suất tiêu thụ P = 100² ÷ (2 × 10) = 500W (chú ý bẫy đáp án sai 1.000W!)
| Từ vựng | Nghĩa |
|---|---|
| インピーダンス(Z)と力率(cosθ) | tổng trở (Z) và hệ số công suất (cosθ) |
| 共振状態(XL=XC) | trạng thái cộng hưởng (XL = XC) |
| 半波整流回路 | mạch chỉnh lưu bán sóng |
| 半導体ダイオード | đi-ốt bán dẫn |
対称三相3線式交流回路(Y結線・Δ結線・Δ-Y変換)
Mạch điện xoay chiều 3 pha 3 dây đối xứng (đấu Y, đấu Δ và biến đổi Δ-Y)
問5は必ず三相交流回路の計算問題です。Y結線(星形)では線電流Ilと相電流Ipが等しく(Il=Ip)、線間電圧Vlは相電圧Vpの√3倍(Vl=√3×Vp、よってVp=Vl÷√3)になります。
Câu số 5 luôn là bài toán tính mạch điện xoay chiều 3 pha. Trong cách đấu hình sao (Y結線), dòng điện dây Il bằng dòng điện pha Ip (Il = Ip), còn điện áp dây Vl bằng √3 lần điện áp pha Vp (Vl = √3 × Vp, suy ra Vp = Vl ÷ √3).
一方、Δ結線(環状・デルタ)では線間電圧Vlと相電圧Vpが等しく(Vl=Vp)、線電流Ilは相電流Ipの√3倍(Il=√3×Ip)になります。三相電力Pはどちらの結線でも「P=√3×Vl×Il×cosθ=3×Ip²×R(W)」です。
Ngược lại, trong cách đấu hình tam giác (Δ結線), điện áp dây Vl bằng điện áp pha Vp (Vl = Vp), còn dòng điện dây Il bằng √3 lần dòng điện pha Ip (Il = √3 × Ip). Công suất 3 pha P ở cả hai cách đấu đều là "P = √3 × Vl × Il × cosθ = 3 × Ip² × R (W)".
第一種で特に重要なテクニックが「Δ-Y等価変換」です。1相あたりRΔ(Ω)の抵抗3個をΔ結線した負荷は、抵抗値を「3分の1(RY=RΔ÷3)」にしたY結線負荷と完全に等価になります(逆にY結線からΔ結線に変えると電流と電力は3倍になります)。
Thủ thuật giải nhanh cực kỳ quan trọng ở Hạng 1 là "biến đổi tương đương Δ-Y". Một bộ phụ tải đấu Δ gồm 3 điện trở mỗi pha RΔ (Ω) hoàn toàn tương đương với một bộ phụ tải đấu Y có giá trị điện trở giảm xuống còn "1 phần 3 (RY = RΔ ÷ 3)" (ngược lại, đổi tải từ Y sang Δ thì dòng điện và công suất tăng gấp 3 lần).
この変換を使えば、電線路に抵抗rがある回路や、Y結線負荷とΔ結線負荷が並列につながった複合回路でも、Δ結線を「RY=RΔ÷3」のY結線に置き換えて1相分の等価回路で簡単に線電流Ilを計算できます。
Nhờ phép biến đổi này, đối với các mạch có thêm điện trở đường dây r hoặc mạch hỗn hợp ghép song song cả tải Y lẫn tải Δ, bạn chỉ cần quy đổi tải Δ về tải Y theo công thức "RY = RΔ ÷ 3" rồi giải trên mạch tương đương 1 pha là tìm được ngay dòng điện dây Il.

Điểm cần nhớ
- Y結線は「Vp=Vl÷√3、Il=Ip」、Δ結線は「Vp=Vl、Il=√3×Ip」、三相電力は「P=√3×Vl×Il×cosθ=3×Ip²×R」。
Đấu sao (Y): "Vp = Vl ÷ √3, Il = Ip"; Đấu tam giác (Δ): "Vp = Vl, Il = √3 × Ip"; Công suất 3 pha: "P = √3 × Vl × Il × cosθ = 3 × Ip² × R". - Δ-Y等価変換:Δ結線のインピーダンスZΔは、1/3の値「ZY=ZΔ÷3」のY結線に置き換えることができる。
Biến đổi tương đương Δ-Y: Tổng trở ZΔ của tải đấu Δ có thể thay thế bằng tải đấu Y có giá trị bằng 1/3 là "ZY = ZΔ ÷ 3". - 1相の抵抗RのY結線負荷とΔ結線負荷を同じ電源Vに並列接続すると、Δ側にはY側の3倍の線電流が流れ、合計線電流は「4V÷(√3R)」となる。
Khi ghép song song một tải Y (mỗi pha R) và một tải Δ (mỗi pha R) vào cùng nguồn áp dây V, nhánh Δ ăn dòng gấp 3 lần nhánh Y và tổng dòng điện dây là "4V ÷ (√3R)". - 【例】線間電圧 V = 200V の三相電源に、1相 R = 8Ω、XL = 6Ω(Z = 10Ω)の Y結線負荷を接続 → 相電圧 Vp = 200 ÷ 1.73 ≈ 115.6V、線電流 Il = 115.6 ÷ 10 ≈ 11.6A、抵抗Rの電圧 VR = 11.6 × 8 ≈ 92.5V
Ví dụ: Nguồn 3 pha áp dây V = 200V cấp cho tải đấu Y có mỗi pha R = 8Ω, XL = 6Ω (Z = 10Ω) → Áp pha Vp = 200 ÷ 1,73 ≈ 115,6V, dòng dây Il = 115,6 ÷ 10 ≈ 11,6A, sụt áp trên điện trở R là VR = 11,6 × 8 ≈ 92,5V
| Từ vựng | Nghĩa |
|---|---|
| Y結線(星形結線) | đấu sao (Y結線) |
| Δ結線(三角結線) | đấu tam giác (Δ結線) |
| Δ-Y等価変換(RY=RΔ÷3) | biến đổi tương đương Δ-Y (RY = RΔ ÷ 3) |
| 三相消費電力 | công suất tiêu thụ 3 pha |
試験によく出るポイントと覚え方
Điểm hay ra thi & cách nhớ
問1のコンデンサ計算では、「1μF=10⁻⁶F」と「1mm=10⁻³m」の単位換算が勝負の分かれ目です。静電エネルギー「W=0.5×C×V²」では0.5を掛け忘れた2倍の数値が必ず選択肢にあるため注意しましょう。
Ở bài toán tụ điện câu số 1, bước quyết định ăn điểm là đổi đơn vị "1μF = 10⁻⁶F" và "1mm = 10⁻³m". Khi tính năng lượng tĩnh điện "W = 0,5 × C × V²", trong 4 phương án lựa chọn luôn có bẫy quên nhân 0,5 (lớn gấp đôi đáp án đúng) nên phải hết sức cẩn thận.
問4の「ダイオード1個を使った半波整流回路」は超頻出のサービス問題です。波形の上半分しか通らないため、消費電力Pは通常の交流回路(V²÷R)のちょうど半分「P=V²÷(2R)」になると即答してください。
Bài toán "mạch chỉnh lưu bán sóng dùng 1 đi-ốt" ở câu số 4 là câu cho điểm xuất hiện rất thường xuyên. Vì đi-ốt chỉ cho nửa sóng trên đi qua nên hãy chọn ngay công suất tiêu thụ P bằng đúng một nửa mạch xoay chiều thông thường: "P = V² ÷ (2R)".
問5の三相交流では、文字式で電力Pや電流Iを問う問題もよく出ます。Δ結線の1相インピーダンスが「Z=√(R²+X²)」のとき、相電流は「Ip=V÷Z」、全消費電力は「P=3×Ip²×R=3V²R÷(R²+X²)」となります。
Ở câu số 5 về xoay chiều 3 pha, đề thi cũng rất hay hỏi công thức chữ của công suất P hoặc dòng điện I. Khi tổng trở 1 pha của tải đấu Δ là "Z = √(R² + X²)", dòng điện pha là "Ip = V ÷ Z" và tổng công suất tiêu thụ 3 pha là "P = 3 × Ip² × R = 3V²R ÷ (R² + X²)".
Điểm cần nhớ
- コンデンサの公式3点セット:電界「E=V÷d(V/m)」、電荷「Q=CV(C)」、静電エネルギー「W=0.5CV²(J)」。
Bộ 3 công thức tụ điện: Cường độ điện trường "E = V ÷ d (V/m)", Điện tích "Q = CV (C)", Năng lượng tĩnh điện "W = 0,5CV² (J)". - ブリッジ平衡条件:向かい合う対辺の抵抗の積が等しい「R1×R4=R2×R3」のとき、中央の電流は0Aになる。
Điều kiện cân bằng cầu Wheatstone: Khi tích hai điện trở đối diện bằng nhau "R1 × R4 = R2 × R3" thì dòng điện qua nhánh giữa bằng 0 A. - 周波数fが50Hz→60Hz(1.2倍)になると、コイルのXLは「1.2倍」、コンデンサのXCは「1÷1.2倍」に変化する。
Khi tần số f đổi từ 50Hz → 60Hz (gấp 1,2 lần), cảm kháng XL của cuộn dây "tăng 1,2 lần" còn dung kháng XC của tụ điện "giảm 1 ÷ 1,2 lần". - 半波整流回路の鉄則:ダイオード1個を入れると、抵抗Rの消費電力は半分の「P=V²÷(2R)」になる。
Quy tắc vàng mạch chỉnh lưu bán sóng: Có thêm 1 đi-ốt mắc nối tiếp thì công suất tiêu thụ trên điện trở R giảm còn một nửa "P = V² ÷ (2R)". - Δ-Y変換の鉄則:Δ結線の抵抗RΔは「RY=RΔ÷3」のY結線と等価であり、同じ抵抗ならΔ結線はY結線の3倍の電流・電力になる。
Quy tắc biến đổi Δ-Y: Điện trở RΔ đấu tam giác tương đương với "RY = RΔ ÷ 3" đấu sao; nếu cùng giá trị điện trở thì đấu Δ có dòng dây và công suất gấp 3 lần đấu Y.
| Từ vựng | Nghĩa |
|---|---|
| 単位換算(μF・mm) | quy đổi đơn vị (μF, mm) |
| 半波整流の電力(V²÷2R) | công suất chỉnh lưu bán sóng (V² ÷ 2R) |
| 直列共振と並列共振 | cộng hưởng nối tiếp và cộng hưởng song song |
| 1相分等価回路 | mạch tương đương 1 pha |
Lý thuyết điện cơ bản
Luyện câu hỏi chương này trong appTài liệu tham khảo chính thức
- 一般財団法人 電気技術者試験センター「第一種電気工事士学科試験 出題範囲・出題例(1. 電気に関する基礎理論)」 — https://www.shiken.or.jp/construction/first/department/
- 経済産業省「電気工事士法施行規則 第10条(第一種電気工事士試験の科目)」 — https://www.meti.go.jp/policy/safety_security/industrial_safety/sangyo/electric/