電気工事士試験対策!リレー・タイマー・インバーターの仕組みと使い方をやさしく解説

第二種電気工事士や第一種電気工事士の試験対策において、「リレー」「タイマー」「インバーター」はよく登場する機器です。配線図や実技試験、さらには筆記でも頻出の重要ポイントとなるため、正しい知識が求められます。

この記事では、初心者にもわかりやすく、リレー・タイマー・インバーターの基本的な仕組みや用途、そして試験で問われやすいポイントを丁寧に解説していきます。電気工事士試験に合格したい方は、ぜひ最後までご覧ください。


リレーとは?仕組みと役割を理解しよう

リレーとは、電気信号を受けて別の回路を開閉する「電磁スイッチ」のようなものです。小さな電流で大きな電流を制御できるのが特徴です。

リレーの構造と動作原理

リレーは主に以下のような部品で構成されています。

  • コイル(電磁石)
  • 可動接点(アーム)
  • 接点(常開:NO、常閉:NC)

コイルに電流を流すと磁力が発生し、アームが引き寄せられて接点が切り替わることで回路が開閉されます。試験ではこの仕組みを正確に理解しておくことが重要です。

リレーの種類

  • 電磁リレー(EMR):一般的なリレー。構造がシンプル。
  • ソリッドステートリレー(SSR):接点を使わず半導体で動作。ノイズが少なく高速応答。

リレーの用途と試験でのポイント

電灯回路の制御やモーターの運転制御など、リレーは広く使われています。試験では配線図中のリレーシンボルや接点の働きを正確に読み取る力が問われます。


タイマーとは?時間を操る電気機器

タイマーは、あらかじめ設定された時間に基づいて回路を開閉する装置です。「時間をコントロールするスイッチ」とも言えます。

タイマーの基本機能と動作例

タイマーは、次のような動作を実現できます。

  • 一定時間後に回路をONにする
  • 一定時間だけ回路を動作させる
  • 指定時刻に動作させる(タイムスイッチ型)

タイマーには「動作遅延(ONディレイ)」や「復帰遅延(OFFディレイ)」などの制御モードがあり、使い分けが必要です。

タイマーの種類

  • 電子タイマー:正確で多機能。ディジタル式が多い。
  • 機械式タイマー:ゼンマイ式やバイメタル式。構造はシンプル。

タイマーが使われる場面

  • 照明の自動消灯
  • 換気扇の運転タイミング制御
  • モーターの停止時間制御

試験では、タイマーの動作タイミングを読み取る問題がよく出ます。タイミングチャートを理解することがポイントです。


インバーターとは?モーター制御に欠かせない機器

インバーターは、電源周波数を変換してモーターの回転速度を自由に調整できる装置です。省エネ機器としても注目されています。

インバーターの役割と仕組み

インバーターは以下のような仕組みで動作します。

  1. 商用電源(AC)を一度直流(DC)に変換
  2. DCを再び任意の周波数のACに変換
  3. そのACをモーターに供給し、回転数を制御

周波数を変えることで、モーターの速度も自由に変えられるため、ポンプやファンなどの機器での活用が多いです。

インバーターのメリット

  • モーターの速度を自由にコントロールできる
  • 起動時の電流を抑えられる(ソフトスタート)
  • 消費電力を抑えることができる(省エネ)

試験対策としてのインバーター

試験では、インバーターの役割やモーターとの関係性、外部信号による制御(たとえば4-20mA信号での速度制御)などが問われます。基本的な構成図を理解しておくことが大切です。


配線図や実技試験での確認ポイント

実技試験では、リレーやタイマーを使用した配線が出題されることがあります。以下のポイントに注目しましょう。

  • リレーの接点番号(例:13-14がNO)
  • タイマーの接点動作(ONディレイかOFFディレイか)
  • インバーターがモーターをどのように制御しているか

工具を扱う前に、図面をしっかり読み解く力が求められます。


まとめ:リレー・タイマー・インバーターをマスターして試験合格へ!

リレー・タイマー・インバーターは、それぞれ違った役割を持ちながらも、電気工事の現場や設備において欠かせない機器です。試験では、これらの機器の動作原理・使いどころ・記号の読み取りが頻出します。

試験対策としては、

  • 回路記号や配線図をしっかり覚える
  • タイマーの動作モード(ONディレイ、OFFディレイ)を理解する
  • インバーターの基本的な構成や用途を知る

といった学習が効果的です。

確実に点を取れる分野でもあるので、しっかり押さえて電気工事士試験の合格を目指しましょう!

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