電験三種・効率｜その掛け算は使える？4条件の記入票と全解説
二段の効率を掛ける計算ができても、途中で電力が加わったり、別の出口へ分かれたりすると、同じ式では答えが合わなくなります。先に入力と出口を決め、式を使える条件を確かめるための短い記入ワークです。
無料部分では、既公開の二段効率の基礎問題を、答えと収支の確認まで読めます。有料部分は、段の追加・効率の未指定・段間の追加供給・分岐を扱う4つの独自演習です。各6欄、計24欄の記入票と全欄の完成解答を収録しています。24問という意味ではありません。
数字を求めるだけでなく、式を使える条件、不足する情報、効率に数える入力と出口を確認します。教材はこのnote本文内で完結し、別添PDF・Excelや個別添削はありません。同じ記入練習ができる教材をお持ちなら追加購入は不要です。
旧無料例を掲載した案内：電験三種・二種二次の教材案内。公式過去問集、実設備の性能予測、合格保証を提供するものではありません。
まず無料の二段効率を確かめる
二段の効率は足し算ではありません。第2段が受け取るのは、最初の入力100ではなく、第1段の出力です。入力・損失・出力を一段ずつ書くと、掛け算の意味まで確かめられます。
独自問題
定常状態の二段変換を考えます。第1段への入力は100 kW、効率は0.80です。その出力の全てが第2段へ入り、第2段の効率は0.90とします。両効率はこの運転点の固定値です。途中で別の入力、分岐、エネルギーの蓄積はありません。各段の損失はその段の効率に含めます。
① 各段の出力と損失を求めてください。
② 最終出力と総合効率を求めてください。
③ 第2段の損失を100×0.10=10 kWとする計算は、どこが違うでしょうか。
これは発電の段階収支を練習する架空条件です。具体的な発電設備の性能値ではありません。
1 第1段を計算する
効率ηは、同じ段の「出力÷入力」です。
第1段出力=100×0.80=80 kW
第1段損失=100−80=20 kW
第1段の収支は100=80+20です。
2 第2段の入力を切り替える
第1段の出力80 kWが、そのまま第2段の入力になります。
第2段出力=80×0.90=72 kW
第2段損失=80−72=8 kW
第2段の収支は80=72+8です。損失率10%を掛ける相手は、第2段に入った80 kWです。
第1段：入力100 kW、損失20 kW、出力80 kW。
第2段：入力80 kW、損失8 kW、出力72 kW。
答えは最終出力72 kW、全損失20+8=28 kWです。途中の80 kWは、そのまま次の段へ入る仕事率なので、最終出力へもう一度足しません。
3 全体を一つの変換として検算する
総合効率=最終出力÷最初の入力
=72/100=0.72=72%
一方で、二つの段の効率を掛けると、
η1η2=(第1段出力/最初の入力)×(最終出力/第2段入力)
です。第1段出力と第2段入力が同じなので打ち消し合い、最終出力/最初の入力になります。数値でも0.80×0.90=0.72です。
入力と損失から戻しても、
100−20−8=72 kW
となり、二つの計算は一致します。全体収支72+28=100も成立します。
4 誤答を元の条件へ戻す
誤りA：効率を足して0.80+0.90=1.70にする。
出力が100×1.70=170 kWとなり、追加入力のない今回の100 kWを超えます。各段で非負の損失がある条件にも合いません。
誤りB：損失を20 kWと10 kWにする。
第2段の入力を100 kWのままにした計算です。第2段では入力80 kW、効率0.90なので、損失は80×0.10=8 kWです。誤った全損失30 kWを使うと最終70 kWとなり、第2段効率70/80=0.875へ変わってしまいます。
誤りC：第1段出力80と最終出力72を足す。
80 kWは第2段へ入った途中の流れです。途中と出口を別々の最終成果として足すと、同じ流れを二重に数えます。
根拠・この素材の範囲
日本電気技術者協会「水力発電所の発電方式と運用」第1節の式(1)は水の位置エネルギーの仕事率、式(2)はその仕事率に水車効率と発電機効率の積を掛けた発電出力を示します。これを段ごとの入力・出力の関係として整理しました。
https://www.jeea.or.jp/course/contents/12142/
確認日：2026年10月31日。
入力100 kW、効率0.80/0.90の問題と損失表は本素材の自作で、公式問題や実設備の性能保証ではありません。効率は指定された運転点の値です。途中に別の供給や分岐がある場合、又は効率が運転条件で変わる場合へ、今回の数字をそのまま当てはめません。kWは仕事率（電力など）の単位であり、時間条件なしにkWhの答えにはしません。実設備の運転・設計・安全判断を指示するものではありません。
続きで条件の変化を判定する
ここまでで基礎例の問い・解答・誤答の理由は完結です。続きの4条件は400円。既に読める固定二段の答えを隠すのではなく、条件を変えた問題の分類、入力と出力の整理、不足する情報、収支の検算を自分で記入して確かめます。
段追加、効率の未指定、段間追加供給、分岐の4ケースと各6欄の空欄票・全欄の完成解答を収録します。票は本文内の記入項目で、添付ファイルではありません。
