【第二種電気工事士】モーターと進相コンデンサのきほんをゼロから解説

学科試験の問14・15あたりでは、三相かご形誘導電動機（モーター）と進相コンデンサがたびたび出題されてきました。問われるポイントがある程度決まっているので、この1記事で要点を押さえられます。

この記事では、モーターを見たことがない人を想定して、しくみから試験の急所まで順に説明します。後半では練習問題と、実際の過去問6問も解いてみましょう。

三相かご形誘導電動機とは

「誘導」とは　磁石の力で、金属の中に電流を生むこと

名前の残りの2つも見ておきます。電動機は、電気で動く機械、つまりモーターのことです。

誘導は、回るしくみの名前です。磁石を金属の近くで動かすと、金属の中に電流が生まれます。この働きが電磁誘導です。自転車のライトの発電機も、同じ働きで光ります。

モーターを輪切りにすると、外側は動かない部分で、固定子と呼ぶ部品です。電線をぐるぐる巻いたコイルが入っています。内側の回る部分が回転子（鳥かごの形）です。

外側のコイルが作る磁石の力が、内側の鳥かごに電流を生みます。その電流が磁石の力に引っぱられて回るので、誘導電動機と呼ぶのです。

なぜ回るのか　3本の電気が順番に押して、磁石の力が回る

三相交流は、タイミングを少しずつずらした3つの電気を、3本の電線で送るものです。

外側のコイルに3つの電気が順番に流れ込むと、磁石の力がぐるぐる回っていきます。これが回転磁界です。回転子は、この力に引っぱられてついて回るのです。

単相（2本の電線で送る、家庭用の100Vなど）のモーターは、こうはいきません。回り始めるための仕掛けが別に必要です。

配線図では　丸の中にM

配線図では、モーターを丸の中にアルファベットのMを書いて表します。Mは英語のMotor（モーター）の頭文字です。

回転の速さは「周波数」で決まる

回転の速さを数字で出す　同期速度＝120×周波数÷極数

「周波数が高いほど速い」「極数が多いほど遅い」の2つを、1つの式にまとめたものが同期速度の式です。学科試験では「極数◯のモーターを◯Hzで使うと、回転速度は約いくつか」という計算がくり返し出題されています。

負荷が増えると、なぜ少しだけ遅くなるのか

負荷が増えると、回転子は回転磁界からもう少し遅れます。遅れが大きいほど、回転磁界に追い越される量も増えるのです。

追い越しが増えると、回転子に大きな電流が生まれ、重い負荷を回せるようになります。

つまり、負荷が増えると回転速度はやや下がる。坂道に入った自転車が、少し遅くなるのと同じです。

60Hzのモーターを50Hzの地域で使うと、遅くなる

周波数が下がると、同期速度も下がります。4極のモーターで計算してみましょう。

試験では「60Hzから50Hzに変わると回転速度が増加する」が、誤りの選択肢として出ています（令和8年度上期 問14）。

練習問題　同期速度

同期速度を3問。どれも120 × 周波数 ÷ 極数の型です。1問ずつ計算してから、答えを開いてください。

逆に回したいときは　3本のうち2本を入れ替える

三相のモーターが逆向きに回ってしまったら、3本の電線のうちどれか2本を入れ替えます。それだけで逆向きに回るのです。

2本を入れ替えると、3つの電気が押す順番が逆になります。そのため、回転磁界も逆向きに回るからです。

この押す順番が相回転です。3本とも入れ替える必要はなく、2本だけで足ります。

始動電流　動き出しの一瞬が大食い

試験では「始動電流は全負荷電流の2倍程度」が、誤りの選択肢として出ています（令和5年度上期 午後 問14の正解ロ）。正しくは4〜8倍ほどで、2倍では小さすぎます。

スイッチを入れた瞬間、明かりが一瞬暗くなるのはなぜ？

モーターの入った機械のスイッチを入れた瞬間、部屋の明かりが一瞬だけ暗くなることがあります。原因は始動電流です。

電流が増えると、電線の途中で電圧が下がる量（電圧降下）が大きくなります。そのため、同じ回路の照明にかかる電圧も下がるのです。

止まった車を押すとき、最初のひと押しがいちばん重いのと同じです。大きなモーターほど影響が大きいので、電流をおさえる工夫をします。その代表がスターデルタ始動です。

なぜY（スター）結線だと、そっと動くのか

Δ（デルタ）結線は、3つのコイルを三角形につなぐ形です。コイル1つに、電線と電線の間の電圧200Vがそのままかかります。

Y（スター）結線は、3つのコイルを真ん中の1点に集める形です。コイル1つにかかる電圧は、200Vを1.73で割った約115Vに下がります。

1.73は√3（2回かけると3になる数）のことです。電圧が下がるので、電流も、回す力も小さくなるのです。

電線の電流は、約3分の1になる

スターデルタ始動で変わる4つ　時間だけが長くなる

全電圧始動とは、いきなり全部の電圧をかけて動かす方法です。じか入れ始動ともいいます。

スターデルタ始動を使うのは　三相かご形誘導電動機

スターデルタ始動を使うのは、三相かご形誘導電動機です。外側の3つのコイルの両端を外に出しておけば、つなぎ替えられるからです。

同じ三相でも、回転子に電線を巻いた巻線形（まきせんがた）誘導電動機は別です。回転子に抵抗をつなぐ方法で動き出すのが一般的です。

直流のモーターや単相のモーターは、三相のコイルの組がないので、YとΔの切り替えができません。

令和6年度上期 問15には「スターデルタ始動装置と一般用低圧三相かご形誘導電動機」という選択肢があります。これは正しい組み合わせの側です（問題は、誤った組み合わせを選ぶもの）。

練習問題　回転の向きと動き出し

向きと動き出しを3問。1問ずつ考えてから、答えを開いてください。

進相コンデンサ　モーターの相棒

「進相」とは　電流のタイミングを進めること

進相とは、電流のタイミングを進める、という意味です。モーターのコイルの遅れた電流を、コンデンサの進んだ電流で打ち消すので、この名前です。

シーソーで考えると分かりやすくなります。コイルは、仕事をしない行ったり来たりの電気を吸い込む側。コンデンサは、正反対のタイミングで吐き出す側です。

両方が釣り合うと、行ったり来たりがモーターのそばで済みます。そのため、電源から流れる電流が減るのです。

つなぎ方は並列　直列ではない

進相コンデンサは、モーターと並列（枝分かれのつなぎ方）につなぎます。

並列なら、モーターにかかる電圧はそのままです。コンデンサは横で、行ったり来たりの電気だけを引き受けます。

もし直列（一列のつなぎ方）にすると、モーターの電流がすべてコンデンサを通ります。モーターにかかる電圧まで変わってしまうので、並列にするのです。

付ける場所は　手元開閉器の負荷側

手元開閉器の負荷側に付けると、スイッチでモーターを切ったとき、コンデンサも一緒に切れます。

負荷側に付ければ、いつも一緒に入り、一緒に切れるので、入りすぎを防げるのです。規程（内線規程）では、モーター1台ごとに付けることがすすめられています。

力率が良くなると　減るもの・変わらないもの

回転速度が変わらないのは、回転の速さが周波数と極数で決まるからです。

モーターのところの電圧は、少し上がる

電流が減ると、電線の途中の電圧降下が小さくなります。そのため、モーターのところの電圧は少し上がるのです。

目的は力率の改善だけ　ほかの目的が誤りになる理由

試験では、ほかの目的が誤りの選択肢としてよく並びます。どれもコンデンサでは変わりません。

実物の見た目　本体に µF（マイクロファラド）の数字

進相コンデンサは、四角い箱の形のものが多く、三相用なら電線をつなぐ端子が3つ付いています。

本体には、µF（マイクロファラド）という単位で数字が書かれていることが多いです。

ファラド（F）は、コンデンサが電気をためる大きさの単位で、学者ファラデーの名前から来ています。マイクロ（µ）は100万分の1という意味です。　→ 写真の見分けは第12回

練習問題　進相コンデンサ

進相コンデンサを3問。1問ずつ考えてから、答えを開いてください。

太陽光発電で使う機械　パワーコンディショナ

モーターのほかに、建物で使う機械として屋根の太陽光発電も出題されています。ここでは、試験に出る2つの言葉を見ておきましょう。

系統連系とは　電力会社の電線とつないで使うこと

晴れた昼は、余った電気を電力会社へ送ります。夜や雨の日は、電力会社から電気を買う。このやり取りのために、両方をつないでおくのです。

系統連系では「逆接続可能型」の漏電遮断器を使う

ふつうの家では、電気は電力会社から家へ、一方向に流れます。そのため一般的な漏電遮断器は、電気が入ってくる側（電源側）と出ていく側（負荷側）が決まっているのです。

太陽光発電では、余った電気が家から電力会社へ、逆向きにも流れます。そこで、電源側と負荷側を逆につないでも使える漏電遮断器を付けるのです。これを逆接続可能型といいます。

過去問で確かめる　6問

この回の内容だけで解ける6問を選びました。問題文は、各年度の過去問ページで確認できます。解く前に、つまずきやすい3つを確かめておきましょう。

① 同期速度は120 × 周波数 ÷ 極数。実際の回転は、すべりのぶん少しだけ遅い。
② スターデルタ始動は小さくなるものばかりで、時間だけが長くなる。
③ 進相コンデンサの目的は力率の改善だけ。

令和6年度下期 問14　6極・60Hzの回転速度

極数6の三相かご形誘導電動機を、周波数60Hzで使うときの、最も近い回転速度を選ぶ問題です。選択肢は600・1 200・1 800・3 600 min⁻¹。

120 × 60 ＝ 7 200。これを極数の6で割って、1分間に1 200回転。答えは1 200（正解ロ）です。実際の回転はすべりのぶん少し遅いので、いちばん近い数を選びます。

1 800は4極、3 600は2極のときの数字です。600は、120の代わりに60を使ってしまったときに出る数字です。　→ 令和6年度下期 問11〜20の解説

令和8年度上期 問14　三相かご形誘導電動機の誤った記述

一般用低圧三相かご形誘導電動機についての記述で、誤っているものを選ぶ問題です。

答えはハ「電源の周波数が60Hzから50Hzに変わると回転速度が増加する」（正解ハ）。周波数が下がれば、回転速度も下がります。

イ「負荷が増加すると回転速度はやや低下する」は正しい。回転子の遅れが大きくなるからです。

ロ「全電圧始動（じか入れ）での始動電流は全負荷電流の4〜8倍程度」も正しい記述です。全負荷電流とは、モーターがいっぱいに働いているときの電流のことです。

ニ「3本の結線のうちいずれか2本を入れ替えると逆回転する」も正しい記述です。　→ 令和8年度上期 問11〜20の解説

令和6年度上期 問14　スターデルタ始動の特徴

全電圧始動（じか入れ始動）と比べた、スターデルタ始動の特徴として正しいものを選ぶ問題です。

答えはロ「始動電流が小さくなる」（正解ロ）。これがスターデルタ始動の目的です。

イ「始動時間が短くなる」は誤りで、力が弱いぶん長くなります。ハ「始動トルクが大きくなる」も誤りで、約3分の1に小さくなるのです。

ニ「始動時の巻線に加わる電圧が大きくなる」も誤り。巻線（コイル）の電圧は√3分の1に下がります。　→ 令和6年度上期 問11〜20の解説

令和8年度上期 問15　進相コンデンサを並列につなぐ目的

低圧三相誘導電動機に、低圧進相コンデンサを並列に接続する目的を選ぶ問題です。

答えはイ「回路の力率を改善する」（正解イ）。行ったり来たりの電気をコンデンサが引き受け、電源からの電流が減ります。

ロの振動、ハの周波数の変動、ニの回転速度の変動は、どれもコンデンサでは防げません。周波数は発電所で、回転速度は周波数と極数で決まります。　→ 令和8年度上期 問11〜20の解説

令和7年度下期 問15　太陽光発電で使う機器

系統連系型の小出力太陽光発電設備で使われる機器を選ぶ問題です。選択肢は調光器・低圧進相コンデンサ・自動点滅器・パワーコンディショナ。

答えはニ「パワーコンディショナ」（正解ニ）。太陽電池の直流を、交流に変える装置です。

イの調光器は、照明の明るさを変える器具。ロの低圧進相コンデンサは、モーターの力率を改善する機器です。ハの自動点滅器は、周りの明るさで照明を自動で入り切りする器具。どれも太陽光発電のための機器ではありません。　→ 令和7年度下期 問11〜20の解説

令和5年度上期 午前 問21　太陽光発電に付ける漏電遮断器

住宅に、系統連系型の発電設備（出力5.5kW）をつなぐ問題です。順番は太陽電池→パワーコンディショナ→漏電遮断器→商用電源側。商用電源とは、電力会社から送られてくる電気のこと。漏電遮断器の種類を選びます。

答えはニ「過負荷保護付 逆接続可能型」（正解ニ）。電気が家から電力会社へ逆向きにも流れるので、逆につないでも使える型が要ります。

イ「過負荷保護なし」は、使いすぎで切れず、逆向きにも対応していません。ロ「過負荷保護付」は、逆向きに対応していません。

ハ「過負荷保護付 高感度形」の高感度は、小さな漏れで切れるという意味です。電気の向きとは関係がないので、誤りになります。

まとめ