電験3種（第三種電気主任技術者試験）の機械科目では、変圧器をはじめとする電気機器の損失が繰り返し問われます。本記事で扱う令和元年度 A問題7は、実は【機械】令和5年度下期A問題7とほぼ同一の問題で、それだけ頻出かつ重要なテーマであることを示しています。確実に得点できるよう、損失の分類から丁寧に解説します。
この問題のポイントは、損失を「どこで生じるか」で見分けることです。銅線（コイル）で生じれば銅損、鉄心で生じれば鉄損（ヒステリシス損＋渦電流損）、回転で生じれば機械損。この対応さえ押さえれば、紛らわしい選択肢にも迷いません。
ほぼ同じ問題が 【機械】令和5年度下期A問題7 でも出題されています。出題パターンが固定なので、セットで解けば確実な得点源になります。
令和元年度 機械科目 A問題7：問題文と選択肢
まずは、実際の試験問題を確認してみましょう。
電験3種 機械科目 【変圧器】 令和元年度 A問題7
次の文章は、電気機器の損失に関する記述である。
a コイルの電流とコイルの抵抗によるジュール熱が (ア) であり、この損失を低減するため、コイルを構成する電線の断面積を大きくする。交流電流が並列コイルに分かれて流れると、並列コイル間の電流不平衡からこの損失が増加する。この損失を低減するため、並列回路を構成する各コイルの鎖交磁束と抵抗値、すなわち、各コイルのインピーダンスを等しくする。
b 鉄心に交流磁束が通ると損失が発生する。その成分は (イ) と (ウ) の二つに分類される。前者は、交流磁束によって誘導された電流が鉄心を流れてジュール熱として発生する。そこで、電気抵抗が高い強磁性材料や、表面を絶縁膜で覆った薄い鋼板を積層した積層鉄心を磁気回路に用いて、電流の経路を断つことで損失を低減する。後者は、鉄心の磁束が磁界の履歴に依存するために発生する。この (ウ) を低減するために電磁鋼板が磁気回路に広く用いられている。
c 上記の電磁気要因の損失のほか、電動機や発電機では、回転子の運動による軸受け摩擦損や冷却ファンの空気抵抗による損失などの (エ) がある。
空白箇所(ア)〜(エ)に当てはまる組合せとして正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
| (ア) | (イ) | (ウ) | (エ) | |
| (1) | 銅損 | 渦電流損 | ヒステリシス損 | 機械損 |
| (2) | 鉄損 | 抵抗損 | ヒステリシス損 | 銅損 |
| (3) | 鉄損 | 渦電流損 | インダクタンス損 | 機械損 |
| (4) | 鉄損 | 機械損 | ヒステリシス損 | 銅損 |
| (5) | 銅損 | 抵抗損 | インダクタンス損 | 機械損 |
出題のポイント：発生場所で3つに分ける
電気機器の損失は、発生する場所で分類するのが基本です。問題文が a・b・c の3段構成になっているのも、まさにこの3分類に沿っているからにほかなりません。
| 損失 | 発生場所 | 負荷で変わるか | もう一つの呼び名 | 変圧器にあるか |
| 銅損 | 巻線 | 負荷率の2乗に比例 | 負荷損 | ある |
| ヒステリシス損 | 鉄心 | 変わらない | 無負荷損（鉄損） | ある |
| 渦電流損 | 鉄心 | 変わらない | 無負荷損（鉄損） | ある |
| 機械損 | 軸受・冷却ファン | 変わらない | 無負荷損 | ★ない（回転部分がない） |
a はコイル（巻線）の話 → 銅損、b は鉄心の話 → 鉄損（渦電流損とヒステリシス損）、c は回転の話 → 機械損。段落ごとに答えが決まっているので、読みながら順に埋めていけます。
（イ）と（ウ）の順番を確定する
鉄損が2成分に分かれることは知っていても、どちらが先に書かれているかは説明文で判断します。本問は親切に、それぞれの発生原理と対策を書いてくれています。
| 空欄 | 問題文の説明 | 入る語 | 決め手 |
| （イ） | 「誘導された電流が鉄心を流れてジュール熱として発生」 | 渦電流損 | 電流が流れると明記されている |
| （ウ） | 「磁束が磁界の履歴に依存するために発生」 | ヒステリシス損 | ヒステリシス＝履歴 |
「ヒステリシス」という語そのものが「履歴」を意味します。問題文の「磁界の履歴に依存する」は、その語義の言い換え——用語の意味を知っていれば、迷う余地がありません。
対策の書き方も手がかりになります。（イ）は「積層鉄心で電流の経路を断つ」——電流が原因だから経路を断つ。（ウ）は「電磁鋼板（けい素鋼板）を用いる」——材料の性質で対処する。対策の方向がまったく違うことに気づけば、対応づけは確実です。
☝️ ひっかけの作り方：選択肢には「抵抗損」「インダクタンス損」という語が混ざっています。「インダクタンス損」は存在しない用語——それらしく見える造語を混ぜるのは、穴埋め問題の常套手段です。正式な用語を正確に覚えていることが、そのまま選択肢の絞り込みになります。
無負荷損と負荷損という、もう一つの分け方
発生場所による3分類とは別に、「負荷で変わるかどうか」で分ける見方もあります。効率を考えるときには、こちらのほうが便利です。
| 分類 | 含まれる損失 | 性質 | 測り方 |
| 無負荷損（固定損） | 鉄損（＋回転機なら機械損） | 電圧と周波数が一定なら、負荷によらず一定 | 無負荷試験 |
| 負荷損 | 銅損（＋漂遊負荷損） | 負荷電流の2乗に比例 | 短絡試験 |
この2分類が、そのまま2つの試験に対応していることが重要です。無負荷試験では電流が流れないので負荷損が測れず、無負荷損だけが測れる——短絡試験では電圧が低いので無負荷損がほぼ0で、負荷損だけが測れる。
「発生場所で分ける」のは仕組みを理解するため、「負荷依存で分ける」のは計算するため——目的が違う2つの分類を、どちらも使えるようにしておきましょう。
なお「漂遊負荷損」は、漏れ磁束がタンクや金属部品に渦電流を誘導して生じる損失です。負荷電流に依存するので負荷損に分類されますが、電験3種では「銅損以外にもわずかにある」程度の扱いで十分です。
損失は最後にすべて熱になる
損失とは、電気エネルギーのうち出力にならなかった分です。ではその分はどこへ行くのか——すべて熱になり、機器の温度を上げます。
だから損失の大きさは、そのまま機器の温度上昇に直結します。そして温度は絶縁物の寿命を決める——損失を減らすことは、効率だけでなく寿命の問題でもあるのです。
| 絶縁の種類 | 許容最高温度 | 主な材料 |
| A種 | 105 ℃ | 綿・紙・絹を油に浸したもの |
| E種 | 120 ℃ | ポリエステル系 |
| B種 | 130 ℃ | マイカ・ガラス繊維＋有機材料 |
| F種 | 155 ℃ | マイカ・ガラス繊維＋シリコーン系 |
| H種 | 180 ℃ | マイカ・ガラス繊維＋シリコーン樹脂 |
絶縁物は、許容温度を超えると急激に劣化します。おおよそ「8 ℃上がると寿命が半分になる」と言われる経験則があり、10 ℃の超過が寿命を大きく縮める——温度管理が機器の信頼性を決めるゆえんです。
逆に言えば、損失を減らせば同じ大きさの機器でより大きな出力が取れます。発熱が少なければ、その分だけ電流を増やせるからです。効率のよい機器は、小型化もしやすい——損失低減は一石二鳥の投資だと言えます。
冷却の強化も同じ効果を持ちます。同じ損失でも、よく冷えれば温度は上がらない——変圧器にファンを付けると容量が増やせる（ONAN → ONAF）のは、まさにこの理屈です。損失・温度・容量の3つは、たがいに結びついていると押さえておきましょう。
⏱️ 本番での進め方
① a＝コイル、b＝鉄心、c＝回転。段落ごとに答えが決まる。
②（イ）は「電流が流れる」と書いてあるので渦電流損。
③（ウ）は「履歴」＝ヒステリシス。語義がそのままヒント。
④「インダクタンス損」は存在しない。混ざっていたら消す。
💡 覚え方
「銅で銅損、鉄で鉄損、回って機械損」——そして「変圧器は回らないので機械損がない」。これが変圧器の効率が98 %を超える理由の一つでもあります。
出題履歴：令和5年度下期にも同じ問題が出ている
本問とほぼ同一の問題が令和5年度下期 A問題7でも出題されました（変圧器35：電気機器の損失（銅損・鉄損・機械損）の分類）。選択肢の一部の並びは違いますが、正解の番号はどちらも (1)です。
さらに平成23年度 A問題6でも、同じ内容を別の切り口で問うています（変圧器37：電気機器の損失と周波数特性）。損失の分類は、機械科目のなかで最も繰り返される定番テーマ——3問セットで固めておく価値があります。
出典：一般財団法人 電気技術者試験センター「令和元年度 第三種電気主任技術者試験」機械科目 A問題7
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