消防設備士4類の試験では、基礎的知識（電気）の科目で計算問題が出ます。乙4は5問・甲4は10問の科目で、オームの法則や合成抵抗の計算が繰り返し出題されます。
「電気の計算は苦手」という方でも、3つの公式と計算の手順を押さえれば解けるようになります。この記事では直列・並列の合成抵抗・オームの法則・電力の計算を、実際の手順と例題で整理します。
基礎電気の計算問題が出る科目と問題数
消防設備士4類の試験における基礎的知識（電気）の位置づけを確認します。
| 試験種別 | 科目名 | 問題数 | 40%ラインの最低正解数 |
|---|---|---|---|
| 乙4 | 基礎的知識（電気） | 5問 | 2問 |
| 甲4 | 基礎的知識（電気） | 10問 | 4問 |
乙4は5問のうち2問・甲4は10問のうち4問が足切りラインです。科目別に40%以上を取る必要があるため、計算問題を全問捨てることはできません。
出題される計算の種類は主に次の3つです。
- オームの法則（電圧・電流・抵抗の関係）
- 合成抵抗の計算（直列・並列の回路）
- 電力の計算（消費電力の値を求める）
第二種電気工事士の科目免除を使う場合、乙4では基礎的知識（電気）5問が免除されます。免除後は計算問題なしで受験できるため、取得済みの方は確認してください。
オームの法則の3変換
オームの法則は「電圧・電流・抵抗」の関係を表す式です。
基本式は V = I × R です。
- V（電圧）：単位はV（ボルト）
- I（電流）：単位はA（アンペア）
- R（抵抗）：単位はΩ（オーム）
問題で求めるものに応じて式を変形します。
| 求めるもの | 使う式 | 読み方 |
|---|---|---|
| 電圧 V | V = I × R | 電流×抵抗 |
| 電流 I | I = V ÷ R | 電圧÷抵抗 |
| 抵抗 R | R = V ÷ I | 電圧÷電流 |
例題1：電流を求める
電圧24V・抵抗6Ωの回路に流れる電流を求めなさい。
I = V ÷ R = 24 ÷ 6 = 4A
例題2：抵抗を求める
電圧100V・電流2Aの回路の抵抗を求めなさい。
R = V ÷ I = 100 ÷ 2 = 50Ω
試験では「回路に流れる電流はいくらか」「この回路の抵抗値はどれか」という形で出題されます。問題文から V・I・R のうち2つの数値を読み取り、残りの1つを計算します。
直列回路の合成抵抗
直列回路は複数の抵抗が一列につながった回路です。
直列の合成抵抗の式
R合計 = R1 + R2 + R3 + …
すべての抵抗の値を足すだけです。
直列回路の電気的な特徴
| 項目 | 特徴 |
|---|---|
| 電流 | 回路全体で同じ（どこを流れても同じ電流値） |
| 電圧 | 各抵抗に分割される（抵抗の大きさに比例） |
| 合成抵抗 | 各抵抗の和（接続するほど抵抗が増える） |
例題3：直列の合成抵抗
3Ωと5Ωの抵抗を直列につないだ回路の合成抵抗を求めなさい。
R合計 = 3 + 5 = 8Ω
例題4：直列回路の電流
電圧24V・抵抗4Ωと8Ωを直列につないだ回路に流れる電流を求めなさい。
まず合成抵抗を求めます。
R合計 = 4 + 8 = 12Ω
次にオームの法則で電流を求めます。
I = V ÷ R = 24 ÷ 12 = 2A
並列回路の合成抵抗
並列回路は複数の抵抗が枝分かれしてつながった回路です。
並列の合成抵抗の式
1/R合計 = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + …
抵抗が2つの場合は次の式でも計算できます。
R合計 = (R1 × R2) ÷ (R1 + R2)
「積÷和」と覚えるとすばやく計算できます。
並列回路の電気的な特徴
| 項目 | 特徴 |
|---|---|
| 電圧 | 回路全体で同じ（どの枝でも同じ電圧） |
| 電流 | 各枝に分割される（抵抗の小さい枝ほど多く流れる） |
| 合成抵抗 | 各抵抗より小さくなる（並列にするほど抵抗が減る） |
例題5：並列の合成抵抗（2素子）
6Ωと12Ωの抵抗を並列につないだ合成抵抗を求めなさい。
積÷和の式を使います。
R合計 = (6 × 12) ÷ (6 + 12) = 72 ÷ 18 = 4Ω
並列にすると合成抵抗は6Ωより小さい4Ωになります。
例題6：並列の合成抵抗（3素子）
3Ω・6Ω・9Ωの3つの抵抗を並列につないだ合成抵抗を求めなさい。
逆数の和の式を使います。
1/R合計 = 1/3 + 1/6 + 1/9 = 6/18 + 3/18 + 2/18 = 11/18
R合計 = 18/11 ≒ 1.6Ω
3素子以上の並列は通分が必要です。試験では2素子の並列が多く出題されます。
直列と並列の混在（複合回路）
直列と並列が混在した回路も出題されます。解き方の順序は次のとおりです。
- 並列部分の合成抵抗を先に計算する
- 求めた合成抵抗を1つの抵抗として直列の計算をする
- 全体の合成抵抗が求まったらオームの法則で電流・電圧を計算する
電力の計算
電力（消費電力）は回路が1秒間に消費するエネルギーです。単位はW（ワット）です。
電力の3つの式
| 式 | 使う場面 |
|---|---|
| P = V × I | 電圧と電流がわかるとき |
| P = I² × R | 電流と抵抗がわかるとき |
| P = V² ÷ R | 電圧と抵抗がわかるとき |
例題7：電力を求める
電圧100V・電流2Aの回路の消費電力を求めなさい。
P = V × I = 100 × 2 = 200W
例題8：電力（抵抗と電流から）
4Ωの抵抗に3Aの電流が流れるときの消費電力を求めなさい。
P = I² × R = 3² × 4 = 9 × 4 = 36W
電力量との違い
電力（W）は消費の速度・電力量（Wh）は一定時間内の合計消費量です。試験では電力（W）を求める問題が中心で、電力量（Wh）は発電・蓄電の問題で出ることがあります。
計算問題でよく出る引っ掛けとミス
試験でよく起きるミスを整理します。
並列の合成抵抗は各抵抗より小さい
並列にすると合成抵抗は必ず元の抵抗より小さくなります。6Ωと12Ωを並列にしたら6Ωより大きい値が出た場合、計算ミスです。
単位の変換
電流をmA（ミリアンペア）で与えて、A（アンペア）での計算を求める問題があります。1A = 1000mA のため、50mA = 0.05A として計算します。
往復の長さを2倍にする（配線の抵抗計算）
配線の抵抗を求める問題では、電線は往路と復路の2本分があります。「配線の長さ100m」と書かれていても、実際の計算では往復200mで抵抗を計算します。P型受信機の回路抵抗50Ω以下の問題でも同じです。
直列と並列を混同しない
問題の回路図を確認してから直列か並列かを判断します。「一列につながっている=直列」「枝分かれしている=並列」です。
試験での頻出パターン3種
パターン1：回路の電流値を求める
「電圧と各抵抗の値が与えられ、回路に流れる電流を求める」形式です。合成抵抗を先に計算し、I = V ÷ R で電流を求めます。
パターン2：合成抵抗を求める
「直列・並列の回路が与えられ、合成抵抗を求める」形式です。直列は足し算・並列は積÷和（2素子の場合）で求めます。選択肢から適切な値を選びます。
パターン3：消費電力を求める
「回路の電圧・電流・抵抗から消費電力を求める」形式です。P = VI・P = I²R・P = V²/R の3式のうち問題に合わせた式を使います。
計算問題の練習方法
電気の計算は手を動かして解くことで身につきます。テキストの例題を「見ながら解く」ではなく「解いてから答え合わせ」する方法で進めると定着が早くなります。
練習の順序は次のとおりです。
- オームの法則3変換を紙に書いて確認する（V・I・R の変形を暗記する）
- 直列の合成抵抗を5問解く
- 並列の合成抵抗（2素子）を5問解く
- 混合回路（直列＋並列）を3問解く
- 電力計算を3問解く
1日1〜2テーマを10分間練習するだけで、1週間で計算問題に対応できる水準になります。
まとめ
消防設備士4類の電気計算問題は次の3公式が軸です。
- オームの法則：V = IR（電圧・電流・抵抗の関係）
- 合成抵抗：直列は足し算・並列は積÷和（2素子）
- 電力：P = VI = I²R = V²/R（3式のどれかを使う）
計算ミスを防ぐポイントは「並列の合成抵抗は元より小さい」「配線は往復で2倍」「単位の変換を確認」の3点です。例題を繰り返し解いて手順を身につけてください。
消防設備士4類のAI問題集で電気計算の練習ができます。
コメント