「機械が一番難しい」

電験三種の4科目の中で、受験生が最も苦手意識を持つのが機械科目です。範囲が広すぎて、どこから手をつけていいかわからない——そう感じている方は多いと思います。

私自身もそうでした。直流機・誘導機・同期機・変圧器・パワーエレクトロニクス・照明・電熱・自動制御・論理回路と、9つもの分野が詰め込まれています。

ただ、電気技術者試験センターが公開している令和5年度上期〜令和7年度下期の直近6回分の機械科目を実際に分析してみると、出題の構造はかなり規則的であることがわかりました。

補足： 電験三種がCBT方式・年2回実施となったのは令和5年度からです。今回の分析は最新の令和7年度下期（2026年3月実施）までの6回分を対象としています。

この記事では、その分析結果をもとに**「何を、どの順番で、どこまでやるか」**を具体的に解説します。

機械科目の「構造」を先に理解する

理論との決定的な違い

まず、理論と機械の違いを理解することが重要です。理論はほぼ全問が計算問題ですが、機械は**「知識問題」と「計算問題」が混在**しています。直近6回の分析では、A問題14問のうち約半数は穴埋め形式の知識問題でした。

類似問題の再出題率が高い

直近6回の分析で、同じ計算パターンが繰り返し出題されていることがわかりました。特に直流電動機の回転数計算（問2）や降圧チョッパの計算（B問題）は、数値を変えただけの類似問題が非常に高い頻度で再登場します。過去問を制する者が機械科目を制すると言っても過言ではありません。

出題頻度ランキング（直近6回分析）

最重要パターン①：直流電動機の計算【問2に毎回登場】

問2には毎回、直流電動機の回転数・効率・電機子抵抗を求める計算問題が出題されます。

使う公式

• 電機子の誘導起電力：$E = V - I_a \times R_a$
• 回転数と起電力の関係：$E \propto n$ （磁束一定のとき $\frac{n_2}{n_1} = \frac{E_2}{E_1}$）
• 出力：$P_{out} = E \times I_a$
• 効率（基本形）：$\eta = \frac{P_{out}}{P_{in}} = \frac{P_{out}}{P_{out} + \text{損失}}$

最重要パターン②：誘導電動機の滑り・トルク計算【問4・B問題問15】

B問題問15に毎回登場し、(a)(b)2問で10点を占める最重要テーマです。

使う公式

• 同期速度：$N_s = \frac{120f}{p}$
• 滑り：$s = \frac{N_s - N}{N_s}$
• 二次銅損：$P_{c2} = s \times P_2$
• トルク：$T = \frac{P_2}{\omega_s} = P_2 \times \frac{p}{4\pi f}$

最重要パターン③：変圧器の効率・短絡試験【問9・B問題問15】

効率の計算と、短絡試験から定数を導く問題がセットで出題されます。

使う公式

• 変圧器の効率：$\eta = \frac{m \cdot S \cdot \cos\theta}{m \cdot S \cdot \cos\theta + P_i + m^2 \cdot P_c}$
• 最大効率条件：鉄損 $P_i$ ＝ 銅損 $m^2 P_c$

最重要パターン④：降圧チョッパ・インバータ【B問題問16】

B問題問16は、近年パワーエレクトロニクスが固定枠となっています。

使う公式

• 降圧チョッパの平均出力電圧：$V_{out} = d \times E$ （$d$：通流率）
• 平均電流：$I = \frac{V_{out}}{R}$

最重要パターン⑤：電動機応用（減速機・巻上機）【問11】

計算パターンがほぼ固定されている、絶対に落とせないサービス問題です。

使う公式

• 減速機の出力トルク：$T_L = T_m \times \text{減速比} \times \eta$
• 巻上機の必要出力：$P_m = m \cdot g \cdot v$ （$g = 9.8$）

合格戦略：計算問題から逃げないことが最短ルート

機械科目を前にして、「範囲が広すぎる」と絶望する必要はありません。

実際のデータを見ると、主要な5分野だけで配点の約40点分が「計算パターン」として固定されています。 知識問題は「見たことがない用語」が出るリスクがありますが、計算問題は手を動かした分だけ確実に得点源になります。

「計算問題を確実に取り、知識問題は基礎だけ抑える」という逆転の発想で、一気に合格ラインの60点を引き寄せましょう。

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