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初学者パス — ゼロから理論を制覇する

理論をゼロから始める方向けの学習順序。16テーマをフェーズ順に積み上げることで、 「前提知識が足りなくて詰まる」を防ぐ。全体の目安は週10〜15時間で3〜4ヶ月。


前提知識チェックリスト

以下が「なんとなく分かる」レベルにあれば、スタートできる。

  • [ ] オームの法則(V = IR)を式として書ける
  • [ ] 電流・電圧・抵抗の関係を言葉で説明できる
  • [ ] サインカーブ(sin、cos)が何を表すか分かる
  • [ ] 中学レベルの分数・比の計算ができる

三角関数が不安な場合

sin・cosが苦手でもSTEP 4までは進める。STEP 4(交流回路基礎)に入る前に 数学ツール集 の三角関数セクションを確認すること。


数学の準備

複素数・フェーザー・三角関数が登場するSTEP 4以降で必要になる。 先に全部読む必要はなく、該当STEPに入る直前に参照すれば十分。

参照先: 数学ツール集

  • 複素数の基本(j = √-1、極形式・直交形式の変換)
  • フェーザー表現(振幅と位相を複素数で表す)
  • √3 の計算(三相交流で頻出)

推奨学習順序

STEP 1 — 直流回路(目安: 2〜3日)

電気回路の根幹。キルヒホッフの法則・テブナンの定理まで確実に押さえる。 ここが曖昧だと全テーマに影響する。

参照: 直流回路

  • オームの法則
  • 直列・並列合成抵抗
  • キルヒホッフの電流則(KCL)・電圧則(KVL
  • テブナンの定理・重ね合わせの理

STEP 2 — 静電気(目安: 1〜2日)

電荷・電界・電位の概念。クーロンの法則から電位まで一本道。 直流回路の「電圧」概念と対応させると理解しやすい。

参照: 静電気


STEP 3 — コンデンサ(目安: 1〜2日)

静電気の応用。静電容量・誘電体・エネルギー蓄積の仕組み。 直列・並列の合成は抵抗と逆になる点に注意。

参照: コンデンサ


STEP 4 — 交流回路基礎(目安: 3〜4日)

最初の壁

複素数とフェーザーが登場する。ここで詰まる人が最も多い。 焦らず「なぜ複素数を使うか」から理解すること。

このSTEPに入る前に: 数学ツール集 の複素数・フェーザーセクションを確認。

参照: 交流回路基礎

  • 正弦波交流の表現(振幅・角周波数・位相)
  • 実効値(V = Vm / √2)
  • フェーザー表現(複素数で位相差を扱う)
  • ELIのICE(コイルは電圧が電流より進む、コンデンサは遅れる)

STEP 5 — RLC回路(目安: 2〜3日)

交流回路基礎の延長。インピーダンスの概念を導入。 共振条件(XL = XC)と共振周波数・Q値まで押さえる。

参照: RLC回路


STEP 6 — 交流電力(目安: 1〜2日)

有効電力・無効電力・皮相電力の三角関係。力率改善の考え方まで。 計算パターンが決まっているので得点しやすいテーマ。

参照: 交流電力


STEP 7 — 三相交流(目安: 3〜4日)

2番目の壁

Y結線とΔ結線の変換で混乱しやすい。 「線間電圧と相電圧」「線電流と相電流」の関係を図で整理すること。

突破のコツ:

  1. まずY結線だけで計算の流れを完全に習得する
  2. Δ結線は「Y→Δ等価変換」で統一して解くと混乱しない
  3. √3 の出どころを毎回確認する(Y: 線間 = √3 × 相電圧 / Δ: 線電流 = √3 × 相電流)

参照: 三相交流


STEP 8 — 電磁力(目安: 1〜2日)

フレミングの左手・右手の使い分け。電磁誘導・ファラデーの法則。 「左手 = 力、右手 = 起電力」で覚える。

参照: 電磁力


STEP 9 — 磁気回路(目安: 1〜2日)

電気回路との対応関係で理解する(起磁力 ↔ 電圧、磁束 ↔ 電流、磁気抵抗 ↔ 抵抗)。 この対応を頭に入れると、電気回路の計算テクニックをそのまま転用できる。

参照: 磁気回路


STEP 10 — インダクタンス(目安: 1〜2日)

自己インダクタンスと相互インダクタンス。コイルのエネルギー蓄積式(W = LI²/2)まで。 RLC回路での XL = ωL と接続して理解する。

参照: インダクタンス


STEP 11 — 過渡現象(目安: 2〜3日)

RC回路とRL回路の充放電。時定数 τ = RC または τ = L/R。 「時定数の時間で63%まで変化する」だけ覚えれば計算パターンは決まっている。

参照: 過渡現象


STEP 12 — 半導体(目安: 1日)

N型・P型の違い、PN接合・ダイオードの整流作用。 概念整理が中心。計算よりも用語の定義問題が多い。

参照: 半導体


STEP 13 — トランジスタ(目安: 2日)

バイポーラトランジスタの動作原理と電流増幅率(hFE)。 IC = hFE × IB、IE = IB + IC の2式が基本。

参照: トランジスタ


STEP 14 — オペアンプ(目安: 1日)

反転増幅・非反転増幅の利得計算。 仮想短絡(イマジナリショート)の概念を理解すれば計算は公式に当てはめるだけ。

参照: オペアンプ


STEP 15 — 計器の原理(目安: 1日)

可動コイル・可動鉄片・整流型の特徴と適用範囲。 「可動コイル = 直流専用、可動鉄片 = 交直両用」が頻出。

参照: 計器の原理


STEP 16 — ブリッジ回路(目安: 1日)

ホイートストンブリッジの平衡条件(R1R4 = R2R3)。 平衡・不平衡の両方の計算パターンを押さえる。

参照: ブリッジ回路


学習の目安ペース

週あたりの学習時間 全STEPを一周する期間
週 5〜7時間 約4〜5ヶ月
週10〜12時間 約3〜4ヶ月
週15〜20時間 約2〜3ヶ月

一周した後は

全STEP完了後は過去問逆引きパスに切り替えて弱点を特定する。 「知識チェック」コマンドで理解度スコアが低いテーマから復習する。


各「壁」の突破メモ

STEP 4 の壁: 複素数・フェーザー

  • なぜ複素数か: 正弦波の振幅と位相の2つの情報を「1つの数」で扱うため
  • フェーザー ≠ ベクトル: 時間変化を無視して「ある瞬間の状態」を表したもの
  • 直交形式と極形式: 計算は直交形式(a + jb)、大きさ・位相の確認は極形式(r∠θ)で使い分ける
  • ELIのICE: コイル(L)は電圧が電流より90°進む(ELI)、コンデンサ(C)は電流が電圧より90°進む(ICE

STEP 7 の壁: 三相交流・Y-Δ変換

  • 混乱の原因: Y結線とΔ結線を同時に覚えようとするから
  • 突破の順番: Y結線の計算を完璧にしてからΔを学ぶ
  • 統一アプローチ: Δ回路が出たら「Y→Δ等価変換」でY回路に統一してから解く
  • √3 の確認: 数値が出るたびに「これは相量か線量か」を自問する