電気通信工事施工管理技士に挑戦しよう① クーロンの法則とオームの法則 編

こんにちは。

倉持建設工業、東京オフィスの山﨑です。


実は、会社で電気通信工事業の許可取得が必要になる予定で、資格者の養成をはじめています。ほかの社員も受けますが、全滅する可能性もありますので、僕も試験を受けようと思います。

という話が実は6月くらい。

試験は11月なので、まだまだ先だ、勉強後でいいや、今忙しいし(この間、娘とスマブラ、ペーパーマリオ、ポケダンなどをクリア)、とか言ってる間に、明日から9月です。

おい、もう再来月じゃねーか。

ということで、今日からまじめに勉強しようと思います。

実は参考書だけはもう買ってありました。

まぁこの2か月1ページもめくっていませんが。

この本がおすすめかといえば、まだ読んでないのでわからないくらいです。

というか、この電気通信工事施工管理技士というのが、そもそも2年前に新設された資格です。なので過去問とかも去年分しかありません。

僕は1級電気と2級土木持ってるんですが、その時は徹底的に過去問をやりこんだんですが、その手は今回は使えない。

なので、とりあえずこの本を読んでいきましょう。

どれどれ、はじめに、から読んでみるか。

「近年、電気通信工事の需要拡大による技術者不足が深刻化し、約30年ぶりに誕生した7つ目の施工管理技士が「電気通信工事施工管理技士」です。」

30年ぶりというのにびっくりですね。

「ぜひ、本書で繰り返し学習を実行することで合格を勝ち取り、国土交通大臣から交付される「電気通信工事施工管理技士」としての称号を手に、一戦で活躍される事を期待しています」

揚げ足とりしたいわけではないのですが、この「一戦で活躍」はおそらく「第一線で活躍」ということだと思います。 「一戦で活躍」だと、その戦場で死んじゃうみたいですからね。

ここまで読んで僕は思いました。たぶんこの本を書いた人はいい人だと。

読み進めるうちに、この人がいい人な証拠が出てきました。

はじめに、の次は施工管理技士試験の特徴及び注意事項、です。

「3.総合点が60%で合格であり、試験科目ごとの最低必要得点(足切点)の設定はありませんので、多少の知識の偏りは問題ありません。」

本当に問題ないかどうかはべつにして、いいアドバイスだと思います。

 「10.試験には世間一般的な常識の範囲で答えられるサービス問題が出題されることあります。この問題を見つけたら確実に1問正解を取りましょう」

サービス問題とか言い始めた。 

「15.脳は糖質(ブドウ糖)を欲しがります。試験に臨む30分ほど前に脳の活性化の為、チョコレート等を補給してあげることをお薦めします。」

欲しがります、ときた。

やはり、絶対にこの人はいい人です。

試験前の脳の活性化までアドバイスしてくれる本書で、僕は勉強してみようという気持ちを新たにしました。


第一章 電気通信工学 

第一節 電気理論

クーロンの法則


僕はわかってきました。この先生はたぶんいい人です。いい人なんですが、たぶん教えるのには向いてない人です。
第一節の最初の文章に、いきなり「クーロンの法則」が出てくるとは。。。
僕は電気屋なんで知ってますが、普通はここですでに心が折れるんじゃないでしょうか(僕だけ?)。とはいえ、確かに電気理論の基本中の基本です。これとオームの法則なしではいかなる電気理論も成立しません。
とりあえず、説明文を読んでみましょう。

「2つの電荷AとBの間に生ずる力は、電荷の大きさの積に比例し距離の2乗に反比例する。これをクーロンの法則と言い、このような力を静電力という」

なるほどわからん。
クーロン力ってまじでわかりにくいんですよね。
高校物理をやった理系の人はわかるかもしれませんが、僕はばりばりの文系なのでイメージがつきにくいです。
これは、電子という、原子よりも小さい、めちゃくちゃ小さい世界で起きている現象です。
イメージとしては、磁石を考えるといいかもしれません。

+の電荷Aと、-の電荷Bをとりあえずぽっとその辺においてみると、磁石のようにくっつきます(吸引力)。また+と+を置くと、磁石のNとNのように反発します(反発力)。


このくっつく、あるいは離れる力の大きさを示す式が、

F=K(Q1・Q2)/r^2

です。
え?じゃありません。覚えてください。
まぁ僕も絶望的に教えるのには向いてないわけですが、こればかりは暗記するしかありません。逆に暗記していれば絶対に解けます。
一応解説しておくと、Q1とQ2はそれぞれ電荷です。
さっきの例でいえば磁石ですね。
Kは定数なので、そういうもんなんだな、と覚えて理解はあきらめてください。水は100度で沸騰しますが、なんで100度なのか知らなくてもお湯は沸きます。ちなみに、K=9x10^9ですが、これもただ覚えてください。式だけ見ると難しそうですが、9に10を9回かけただけです。
rは距離です。
つまり、電荷(磁石みたいなもん)を二つ置いたとき、その大きさを掛け算した値を、距離の2乗で割ったやつに、よくわからんけどKをかけた値が、F(反発力あるいは吸引力)という式です。

重要なのは、Q1とQ2が同じ+なのか、それとも+とーなのかを見ておくことです。そうしないと、生まれるのが反発力なのか吸引力なのかわからないですからね。

実践問題を見てみましょう。

問題1
 空気中に5x10^-6[C]および2x10^-6[C]の点電荷を、5[m]隔てて置くとき、2つの電荷に働く力はいくらか、適当なものはどれか。
(1)4x10^-12[ニュートン]
(2)4x10^-6[ニュートン]
(3)36x10^-4[ニュートン]
(4)36x10^2[ニュートン]
知識ゼロで出てきたら絶望しかない問題ですが、さっきも言った通り、理解はあきらめて式さえ覚えてれば解けます。
まず、二つの点電荷はどちらも+(-がついてない)なので、この二つの点電荷には反発力が生じます。は?点ってなんだよ、と思ったあなた。無視してください。あなたの人生にはほとんど関係がありません(こいつまじで教えるの向いてない)。

とりあえず秒で式にあてはめましょう。

まず、Q1xQ2は、(5x10^-6)x(2x10^-6)=10x10^-12=10^-11です。
(10^-6x10^-6は10^-(6+6))
r^2は5^2で25、Kは9x10^9なので、(9x10^9)x(10^-11)/25
9/25x10^-3
3.6x10^-3
36x10^-4

となるので、正解は(3)となります。
クーロンの法則と言われるととっつきにくいですが、式に当てはめれば100%解けるので、とりあえず式を覚えましょう。


抵抗回路

オームの法則


昔、うちの専務が電気工事士の勉強をしているというのを聞いて、「オームの法則くらいは覚えましたか?」と冗談で聞いたことがあります。
すると専務はしばらく考え、そして言いました。
「それって試験に出ますか?」

えーっと、なんて言ったらいいか、オームの法則を使う問題が出なかったら、そもそも電気工事の問題は何も出ないというくらい、絶対に覚えておかないといけない法則です。電気通信は僕も素人ですが、電気回路が存在する以上、抵抗値の計算は必須のはずです。

オームの法則には、電流I[A]と電圧E[V]、そして抵抗R[Ω]しかでてきません。
この三つは、速さ・時間・距離のように3つのうち2つの値をかけたり割ったりすると何かの値が出てくるという便利な性質があります。
例えば、E=IRです。なので、I=E/Rも成り立ちます。これは具体的な数字を当てはめて覚えたほうがいいと思います。
たとえば、100V=10Ax10Ωと覚えてはどうでしょうか?100Vは一般的なので、あとは10と覚えておけば覚えられそうです。
ちなみに、電流は流水量、電圧は水圧、抵抗は水道のホースのさきっぽと考えると、わかりやすいと誰かが言っていました。(ホースの先を指で狭めると勢いが増すあれですね)
抵抗は、具体的には電球や電熱線などの仕事をするもののことを指し、負荷とも呼びます。

長くなったので、抵抗回路の具体的な計算は次回勉強していきたいと思います。

東京オフィスからは以上です。

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