10年以上していて、本業の年収が700万円を超え始めたので本格的に参入しました。́ω`)さんとうきんは、電験二種と三種に受かり電験二種では電力7割、機械10割で、合格率は4%程度でした。このブログではどのようにして勉強したかを中心に書いています。今回のこの記事では解説が省略されがちであるガウスの法則について書いていきます。ガウスの法則を使ってE=Q/4πεr^2とコンデンサの電界について例題を解いていきます。リンク集がありますので勉強法を知りたい方はそちらをご覧ください。ターゲットですが電験三種を取得した後に電験二種を取得したい、エネルギー管理士を取得したい、電験三種の勉強でやる事がなくなった方向けです。́ω`)まずガウスの法則が何だったかというとこちらの式になります。積分系と呼ばれていて電磁気の教科書ではよく見かけると思います。大学の授業では正確に表そうとしすぎて簡単な問題まで分かりにくくなっているので手短に例題を交えて考えていきます。高校数学にある積分のように∫f(x)・dxと似ています。積分とは何だったかというと面積と教えられたはずです。f(x1)・x1+f(x2)・x2+・・・これを足していくのが積分なので面積になるという事でした。ここでも同じように電界ベクトルEと面積ベクトルdSの内積を範囲Sで全部足すという事です。分かりにくいと思うので後程、図を使って解説します。ところで電験二種にここまでの知識は必要なのか?と思う方もいるかもしれませんが、自分は必要だと思います。ガウスの法則を使えずに公式暗記で対応するにはかなり無理があると思うからです。電験三種にこの知識が必要かといわれると必ずしもそうでないと思います。基本的に電験三種は公式暗記で60点取れるからです。今後、上位資格を目指す方は必要かなという感じです。ガウスの法則を一言で表すと電界と面積の内積が電気力線の本数に等しいというのは覚えておいていいかなと思います。厳密にいうと諸説あると思いますが分かりにくくなるので省略します。図を使うとこんな感じです。バスケットボールを思い出してください。中心に点電荷を置くと電気力線がバスケットボールの表面の皮を貫いてくると思います。次にバスケットボールの表面を細かく分けてS1、S2、・・・としていきます。dSというのは小さいSを表しているので大体こんな感じでOKです。dS1ベクトルとE1ベクトルは同じ向きなので内積は|dS1|・|E1|・cosθ=dS1×E1となります。同じ向きになるのかというのは長くなるので割愛します。研究者でない限り電験には同じ向きになりcosθが消えるパターンがほとんどなので気にしなくていいかなと思います。実験をして測定結果をみてみると、どうやら電界Eは距離が等しいと電界が等しいそうなので共通因数なのでくくります。こんな感じで解いていくと見たことある公式にたどり着くと思います。ガウスの法則では面積の値で大きく式が変わりそうだという事が分かりました。次にガウスの法則を使ってコンデンサの内部電界を解いてみます。長くなるので赤丸を付けた電界だけ解いていきます。コンデンサは充電されると問題図のように正電荷と負電荷が帯電するのでその時の図になります。ガウスの法則を使って考える時には上の板と下の板を分けて考えます。コンデンサの上の板だけ考えると、こちらには正電荷が帯電しています。ガウスの法則は好きな範囲を設定して良いので適当にこの範囲で円柱状に考えます。電荷+Qで発生する電界は上と下にいくので上だけ考えてはいけません。ここでも内積は同じ向きを向いているのでcosθは消えます。して考えていくとスライドのような感じになります。下の板でも同様になります。電界ベクトルと面積ベクトルが逆向きなのでマイナスが出ていますが電荷が負なので打ち消しあって上の板と同じ電界になりました。コンデンサというのは上の板と下の板が合わさって一つなのでこれを合成しなければなりません。上の板の外側の領域1、コンデンサ内部の領域2、下の板の外側の領域3で考えていきます。スライドのように合成して考えていくとコンデンサの外部は打ち消しあって、コンデンサ内部が強め合って二倍になりました。できてるなーと感心したのを覚えています。E=V/Iなので公式にlが入るんじゃないかなと思ってしまうと間違えそうな問題でした。電験三種でもこのような引っ掛けには注意したいです。はいっても問題一問解くためにガウスの法則を使う事はないので本番で役に立つのは電験二種からかなと思います。́ω`)平板では電界の強さは距離に関係ないのが発見ですね!空間が広がるところでは電界や磁界は弱くなるという事です。今回、この記事で良く分からなくても問題ないと思います。自分も何回も読んだり調べて理解するのできっかけになればなと思います。́ω`)関連記事にはYouTubeに上げた電験の勉強法の動画などまとめた記事のリンクを載せていますので良かったらご覧ください。【電験3種とは?】電験2種保有者が解説しますさんとうきんは電験2種と3種を取得しています。自分の合格した年の合格率は3%程度でした。ここまで取得した経験から電験3種についてどのような資格なのか解説します。受験しようか悩んでいる方はご覧ください。記事下の関連記事に勉強法もリンクしています。電験3種に学歴や職歴など、必要となる受験資格はありません。どなたでも試験を受けることができるわけです。この資格を持っていると工場やビルなどの受変電設備を保守・監督することができます。受験者数は毎年約6万人で、人口減少やデジタル化している社会でも受験者が増え続けいてる資格です。勤めている方が特に多く受験しています。実際に仕事で利用しなくても電力会社では受験を推奨していたり、ある程度電気に詳しいという証明になるようです。電圧が5万V未満の建物が対象になるので、道路にある電柱の一番上にある3本の線が6600Vであることを考えるとほとんどの建物がこの電験3種の範囲になります。このように仕事自体は豊富にあるので、受験資格がなく申込者数が増え続けてはいます。電気・電力に関する専門的な知識を身に付けなければいけないので、難易度は高めの試験だと考えられます。最近の合格率は8~9%です。試験時間は90分で法規のみが65分です。最近は法規が難化傾向のようです。