導入
水の道を読めば式が選べる
ダム湖から発電所までの一筋の水流と、黄色い電気の流れを重ねる。
覚える・判定設備の役割から式を読む
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
水力の公式は、設備の中で水が何をしているかを表しています。水の通り道を辿りながら、名前、現象、式の使いどころを一つにつなげます。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
電力 / STORYBOARD
水力発電
絵コンテあり水力発電 完全攻略・決定版
5ページ / 73 CUT / 約34:58 · 公式の意味と選び方を中心に構成
学習マップ・章構成
- 導入
設備の流れから導入の意味・条件を説明し、対応する判断を選べる
- 雨と水量
設備の流れから雨と水量の意味・条件を説明し、対応する判断を選べる
- ダムと分類
設備の流れからダムと分類の意味・条件を説明し、対応する判断を選べる
- 水の道
設備の流れから水の道の意味・条件を説明し、対応する判断を選べる
- 水理と出力
設備の流れから水理と出力の意味・条件を説明し、対応する判断を選べる
- 水車を選ぶ
設備の流れから水車を選ぶの意味・条件を説明し、対応する判断を選べる
- 現象と制御
設備の流れから現象と制御の意味・条件を説明し、対応する判断を選べる
- 揚水と運用
設備の流れから揚水と運用の意味・条件を説明し、対応する判断を選べる
- 判定と総復習
設備の流れから判定と総復習の意味・条件を説明し、対応する判断を選べる
- 締め
設備の流れから締めの意味・条件を説明し、対応する判断を選べる
電験三種・電力 / 水力発電
絵コンテ 01
CUTごとの台本・画面指示 画像の確認記録 ↗
導入 / 全画面マップ
このCUTの全画面画像を開く ↗
全画面の水力マップ
このCUTの全画面画像を開く ↗images/knowledge_map.pngを単独で画面いっぱいに表示する4:3全画面CUT。貯水池→取水口→導水路→サージタンク→水圧管路→水車→放水の青い流れと、水車軸→発電機→主変圧器→送電の黄色い流れを中央に描く。設備に接続した下部四欄は水量・落差・出力、水車選定、現象制御、問題文判定。右上に逆向きの揚水運転。絵コンテではこの同一画像の実際の縮小プレビューをセルに入れ、動画ではグリッドなしの全画面に切り替える。
覚える・判定水の流れとエネルギーの変換を分けて追う
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
この一枚が学習の地図です。青い矢印で水を追い、黄色い矢印で電気を追います。各設備に、出力の式、水車の選び方、現象と制御、問題文の判定が接続しています。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
導入
公式過去問の入口
R8問1ダム、問2包蔵水力、問15揚水の三カード。
覚える・判定確認した論点を設備の位置に戻す
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
令和8年度上期には、ダムの特徴、降水からの理論的包蔵水力、揚水の運用が登場します。以前の公式問題では水車制御、比速度、出力の単位も確認できます。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
導入
知る・選ぶ・確かめる
全体マップ→設備の拡大→キーワード判定→想起の四段階。
覚える・判定公式選択までを完成。計算反復は過去問で
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
この動画では、仕組みの理解と覚える知識、公式の意味、問題文からの判定を完成させます。数値代入を大量に解くのではなく、計算を始める前の迷いをなくします。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
雨と水量
降水は全部使えるか
流域の降水を河川流出、蒸発、地下への浸透の三経路に分ける。
覚える・判定降水の体積と河川の利用水量を区別
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
降った水の一部は蒸発や浸透、貯留に回ります。問題に流出係数があれば、降水のうち川へ流れる割合を表す条件として読みます。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
雨と水量
降水から体積へ
流域面積Aと降水深Rを掛けた薄い水の板。
覚える・判定V[m³]、R[m]、A[m²]、cは無次元
公式・選択の手がかり降水量・流域面積→V=cRA
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
降水深Rと流域面積Aを掛けると水の体積になります。Rをメートル、Aを平方メートルに統一し、流出割合cを考慮すればV=cRAです。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
雨と水量
流量は一秒の体積
川の一断面を1秒間に通る青い体積ブロック。
覚える・判定Q[m³/s]、V[m³]、T[s]
公式・選択の手がかり体積・期間→Q̄=V/T
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
流量Qの単位は立方メートル毎秒です。対象期間T秒にV立方メートル流れたなら、平均流量はV/Tであり、流速や累積体積とは違います。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
雨と水量
包蔵水力は潜在量
流域の雨・平均高さからエネルギーの箱へ。開発可否の箱は分離。
覚える・判定理論資源量≠実際に開発できる量
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
理論的包蔵水力は、水の量と高さから見た潜在的なエネルギーです。地形、費用、環境などを考えた実際の開発可能量と同じではありません。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
雨と水量
包蔵水力の式を選ぶ
体積V→質量ρV→高さHの三段。JをkWhへ換算する矢印。
覚える・判定ρ[kg/m³]、g[m/s²]、V[m³]、H[m]、E[J]
公式・選択の手がかり降水・面積・平均海抜→E=ρgcRAH
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
体積Vが高さHから下る位置エネルギーはE=ρgVHです。降水の条件ならV=cRAをつなぎ、電力量への換算では1キロワット時が3.6百万ジュールであることを確認します。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
雨と水量
流況曲線を読み替える
日付順の流量を大きい順に並べ替える矢印。
覚える・判定右ほど長く確保できる小さな流量
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
流況曲線は日流量を多い順に並べたものです。横軸の日数はカレンダーの日付ではなく、その水量以上を確保できる日数を表します。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
雨と水量
代表流量の四つの印
下降する流況曲線に95・185・275・355日の点を表示。
覚える・判定豊95・平185・低275・渇355
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
豊水、平水、低水、渇水の順に、年間95日、185日、275日、355日を下回らない程度の水量を示します。平水量を一年の平均流量と取り違えないようにします。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
雨と水量
最大使用水量の上限
流況曲線をQmaxの水平線で切り、利用部分だけ黄色塗り。
覚える・判定利用流量は河川流量と設備上限の小さい方
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
河川に水があっても、設備が使える流量には上限があります。年間発電量を考えるときは、最大使用水量を超える部分をそのまま出力に足してはいけません。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
ダムと分類
水を支える仕組みで分類
重力、アーチ、土石堤体の三つを同じ水圧矢印で比較。
覚える・判定形と力の伝わり方をセットに
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
ダム形式は、水圧をどの構造で受け止めるかに着目します。自重で支えるか、アーチ作用で岩盤へ伝えるか、土石材料を使うかを見分けましょう。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
ダムと分類
重力ダムは自重
厚い三角形の断面と下向きの重量矢印。
覚える・判定重力式＝自重で抵抗
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
重力式コンクリートダムでは、大きな自重で水圧などに抵抗します。重い堤体と安定した基礎を、名称と結び付けて覚えます。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
ダム: https://www.qsr.mlit.go.jp/kyuragi/introduction/ookisa.html（独自要約。直接出題と補足の区別はresearch_notes.mdを参照）
ダムと分類
アーチダムは岩盤へ
上から見た湾曲堤体から両岸へ力が伝わる図。
覚える・判定アーチ作用＋丈夫な岩盤
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
アーチ式では、湾曲した堤体を通じて荷重を両岸の岩盤などへ伝えます。丈夫な岩盤や地形条件が重要で、単に幅が広ければよいという判定にはなりません。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
ダム: https://www.qsr.mlit.go.jp/kyuragi/introduction/ookisa.html（独自要約。直接出題と補足の区別はresearch_notes.mdを参照）
ダムと分類
フィルダムと遮水
岩石主体のロックフィル断面の遮水部を赤、土主体のアース断面を黄。
覚える・判定岩主体と土主体。遮水の働きも見る
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
ロックフィルは主に岩石、アースは主に土を使うフィル系の形式です。堤体材料だけでなく、水を通しにくくする遮水の構造も確認します。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
電験三種・電力 / 水力発電
絵コンテ 02
CUTごとの台本・画面指示 画像の確認記録 ↗
ダムと分類
取水ダムの目的
低いせきで水位を上げて横の導水路へ取り込む図。
覚える・判定取水の水位確保≠長期貯留
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
取水ダムは、水路に水を導きやすくするための水位を確保します。大きな貯水池で長期に水量を調整する役割と区別します。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
ダムと分類
落差を作る三方式
水路式、ダム式、ダム水路式の地形断面。
覚える・判定落差の得方の分類軸
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
水路式は川の勾配を導水路で利用し、ダム式はせき止めで落差を得ます。両方を組み合わせるものがダム水路式で、これは落差の得方による分類です。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
ダムと分類
水の使い方は別の軸
流れ込み、短期の調整池、長期の貯水池を別の横軸に並べる。
覚える・判定構造方式と運用方式を混ぜない
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
流れ込み式、調整池式、貯水池式は水の貯留と運用に注目した分類です。水路式と流れ込み式は対立せず、一つの発電所に両方の説明を使えます。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
水の道
マップの取水口へ寄る
全画面マップの取水口を拡大する構図。スクリーンに枝葉を表示。
覚える・判定設備の場所から仕事を思い出す
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
ここから地図の水路を辿ります。取水口は水を取り入れ、スクリーンは枝やごみが設備へ入るのを抑えるので、流れの入口にあります。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
水の道
導水路から水圧管路へ
緩い導水路から急な水圧管路へ太い青矢印。
覚える・判定導く区間と圧力を受ける区間
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
導水路は発電設備へ水を運び、水圧管路は圧力を受けながら水車へ導きます。自由な水面がある水路か、圧力で満たされた管かにも注目します。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
水の道
サージタンクの位置
導水路と水圧管路の接続付近から立つ水槽の水面上下。
覚える・判定水面の変化で流量変動を受け持つ
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
サージタンクは流量変化に応じて水の出入りを受け持ち、水路の圧力変動を緩和します。設備の配置によって働きが変わるため、すべての圧力波を消すものではありません。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
水の道
水と電気は別の経路
水車から水は放水へ、軸の力は発電機→変圧器→送電へ枝分かれ。
覚える・判定青＝水、黄＝エネルギー
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
水は水車を通って川へ戻ります。水車軸の機械エネルギーは発電機へ渡り、電気になって変圧器と送電線へ進むので、水が発電機の中を流れるわけではありません。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
水の道
設備の順序を再生
取水→導水→水圧→水車→放水の短い流れ図。
覚える・判定取る→導く→回す→戻す
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
入口から出口までの順序を声に出して追ってください。実際の構成は発電所の方式によって変わりますが、それぞれの設備の目的はこの流れで整理できます。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
水理と出力
連続の式は通る量
管の太い断面A1と細い断面A2に流速v1とv2。
覚える・判定A[m²]、v[m/s]、Q[m³/s]
公式・選択の手がかり断面積・平均流速→Q=Av
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
定常で非圧縮、漏れや分岐がない流れでは、各断面を通る流量は同じです。流量は断面積と平均流速の積Q=Avで表します。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
水理と出力
管径を二乗する理由
円断面の直径DとA=πD²/4を表示。
覚える・判定D[m]→A[m²]。径と面積は同じ比例ではない
公式・選択の手がかり管径→A=πD²/4→Q=Av
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
円管の断面積はπD²/4なので、管径を半分にすると面積は四分の一です。同じ流量なら流速が増えることを、二乗の関係から読みます。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
水理と出力
三つのエネルギーを水頭で
位置z・圧力p・速度vをm単位の積み木にする。
覚える・判定z[m]、p[Pa]、ρ[kg/m³]、g[m/s²]、v[m/s]
公式・選択の手がかり高さ・圧力・速度→ベルヌーイ
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
位置水頭z、圧力水頭p/(ρg)、速度水頭v²/(2g)は、すべてメートルの単位で比較できます。ベルヌーイはこの三つの和で水のエネルギーを読みます。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
水理と出力
二地点と損失をつなぐ
上流水頭線から下流水頭線までhLだけ下がる図。
覚える・判定定常・非圧縮の二地点比較。hL[m]
公式・選択の手がかりz₁+p₁/(ρg)+v₁²/(2g)=z₂+p₂/(ρg)+v₂²/(2g)+hL
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
理想的な定常流れでは水頭の和が保存されます。実際は上流の和が下流の和に損失hLを加えた値になり、摩擦などで使えるエネルギーが減ります。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
水理と出力
有効落差を先に決める
上池と下流水面間のHgを白、損失hLを赤、Hを黄。
覚える・判定Hg・hL・Hの単位はm
公式・選択の手がかり総落差・損失水頭→H=Hg−hL
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
総落差Hgは上下流の水面差です。代表的な発電計算では、水路の損失を差し引いたH=Hg−hLを使います。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
水理と出力
毎秒の位置エネルギー
ρQが毎秒落差Hを下る模式図。
覚える・判定ρ[kg/m³]×Q[m³/s]×g[m/s²]×H[m]＝W
公式・選択の手がかりQ・H→P0=ρgQH
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
密度ρと流量Qの積は毎秒の質量です。これにgHを掛ければ毎秒の位置エネルギーとなり、理論水力P0=ρgQHの単位はワットになります。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
水理と出力
水車と発電機の損失
理論水力→水車出力→電気出力を三段の棒にして損失を赤。
覚える・判定η=ηtηg。水車出力と電気出力を区別
公式・選択の手がかり理論出力・各効率→P=P0ηtηg
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
水車と発電機ではそれぞれ損失が生じます。電気出力の総合効率ηは水車効率ηtと発電機効率ηgの積で、1より小さい小数を掛けます。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
水理と出力
キロワットの9.8
P[kW]=9.8QHηの大きな式と三つの入力欄。
覚える・判定Q[m³/s]、H[m]、ηは小数、P[kW]
公式・選択の手がかり流量・有効落差・総合効率→P=9.8QHη
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
水の密度1000、重力加速度9.8のモデルで、キロワット表示は9.8QHηです。Qは毎秒立方メートル、Hはメートル、効率は百分率を小数に直して使います。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
電験三種・電力 / 水力発電
絵コンテ 03
CUTごとの台本・画面指示 画像の確認記録 ↗
水理と出力
出力単位を固定する
Wの9800、kWの9.8、MWの0.0098を三段表示。
覚える・判定係数を覚える前に出力単位を確認
公式・選択の手がかりP[W]→9800／P[kW]→9.8／P[MW]→0.0098
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
係数は出力の単位によって変わります。ワットでは9800、キロワットでは9.8、メガワットでは0.0098で、同じ式の単位換算です。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
水理と出力
電力量は時間の積み重ね
一定Pの長方形の面積をEとして塗る。
覚える・判定P[kW]、t[h]、E[kWh]
公式・選択の手がかり出力・運転時間→E=Pt
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
出力が一定なら電力量E=Ptです。Pをキロワット、tを時間で入れればキロワット時で、出力が変わる場合は各時間の積を足し合わせます。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
水車を選ぶ
衝動と反動を分ける
自由噴流と圧力で満たされたランナ断面を比較。
覚える・判定ペルトンは衝動。フランシスとプロペラ系は反動
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
衝動水車は主に噴流の運動エネルギーを使います。反動水車ではランナ内で圧力も変わるため、水路と出口の構造の役割も変わります。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
水車を選ぶ
ペルトンの噴流
ノズルから二つに割れるバケットへ噴流を当てる。
覚える・判定高落差・小流量・バケット
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
ペルトンは、高落差で流量が比較的小さい条件に向く代表的な衝動水車です。ノズルで作った噴流をバケットに当て、流れの向きを変えて回します。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
水車を選ぶ
弁とそらす板を区別
ニードルとデフレクタを別色で表示。
覚える・判定ニードル＝流量、デフレクタ＝噴流の向き
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
ニードル弁はノズルの開口を変えて流量を調整します。デフレクタは噴流をランナからそらし、水車に入るエネルギーを素早く減らします。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
水車を選ぶ
急停止は二段階
先に噴流をそらす、その後流量をゆっくり減らす時間線。
覚える・判定噴流を素早くそらす→弁は慎重に閉じる
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
負荷遮断時は、まずデフレクタで水車への入力を減らします。ニードルまで急閉鎖すると水撃を招くので、流量の減少は水路の圧力条件を考えて行います。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
水車を選ぶ
フランシスの流路
ケーシング→ガイドベーン→ランナ→吸出し管の断面。
覚える・判定中高落差・反動・ガイドベーン
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
フランシスは外周から水を入れ、ランナを通して軸方向へ出す代表的な反動水車です。ガイドベーンは水の量や向きを調整します。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
水車を選ぶ
固定プロペラとカプラン
同じ軸流水車で固定羽根と可動羽根を左右比較。
覚える・判定カプラン＝可動羽根のプロペラ系
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
プロペラ系は低落差で大流量の条件に適します。固定羽根形に対し、カプランは流量に合わせて羽根角を変えられ、部分負荷の効率低下を抑えやすくします。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
水車を選ぶ
水車の傾向を一列に
ペルトン→フランシス→プロペラ系。上に高落差→低落差、下に低比速度→高比速度。
覚える・判定落差の傾向と比速度の順序を接続
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
一般にはペルトンからフランシス、プロペラ系へ進むほど比速度が大きく、適用落差は低い側になります。メーカーの機種別適用範囲を普遍的な境界として扱わないようにします。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
水車を選ぶ
比速度は仮想換算
相似水車をH=1m、Pt=1kWへ換算する図。
覚える・判定水車形式の換算指標
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
比速度は、相似な水車を落差1メートル、水車出力1キロワットで動かしたときの回転速度という指標です。実機の回転速度そのものとは区別します。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
水車を選ぶ
比速度の条件を読む
ns=n√Pt/H^(5/4)。Pt欄に水車出力と赤囲み。
覚える・判定n[min⁻¹]、Pt[kW]、H[m]。nsは無次元ではない
公式・選択の手がかり回転速度・水車出力・落差→ns
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
慣用式はns=n√Pt/H^(5/4)です。nは毎分回転数、Ptは水車のキロワット出力、Hはメートルで、単位の組を変えると比速度の数値も変わります。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
水車を選ぶ
同期速度は電気の条件
fと極数pからn=120f/pへ。水車の式とは別枠。
覚える・判定f[Hz]、pは磁極数、n[min⁻¹]
公式・選択の手がかり周波数・極数→n=120f/p
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
同期発電機の回転速度は周波数fと磁極数pで決まります。同じ周波数で低速になるほど極数が多く、水車の比速度の式とは異なる条件を表しています。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
水車を選ぶ
小水力の選択肢
農業用水と上下水道からクロスフロー水車へ。
覚える・判定小水力は大きな貯水ダムだけではない
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
小水力では河川以外の農業用水や上下水道も使えます。水が円筒形のランナを横切るクロスフローは、小規模設備で使われる形式の一つです。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
現象と制御
吸出し管は圧力を回復
反動水車出口から広がる管。速度減少と圧力回復を別矢印。
覚える・判定減速・圧力回復・据付高さ
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
吸出し管は出口の流速を下げ、運動エネルギーの一部を圧力へ回復します。水車から放水面までの落差の利用にも役立ちますが、高すぎる据付は低圧条件を厳しくします。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
現象: https://www.jstage.jst.go.jp/article/tsj1973/4/2/4_2_147/_pdf（独自要約。直接出題と補足の区別はresearch_notes.mdを参照）
現象と制御
泡の原因は低圧
低圧で蒸気泡→高圧で崩壊→羽根壊食の三段。
覚える・判定低圧→蒸気泡→崩壊がキャビテーション
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
圧力が水温に対応する飽和蒸気圧以下になると蒸気泡が生じます。高圧部で泡が崩壊すると衝撃が起こり、壊食、振動、効率低下の原因になります。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
現象: https://www.jstage.jst.go.jp/article/tsj1973/4/2/4_2_147/_pdf（独自要約。直接出題と補足の区別はresearch_notes.mdを参照）
現象と制御
泡を避ける条件
水車据付位置・羽根形状・運転点を三つの対策として表示。
覚える・判定原因が低圧だから、条件で防ぐ
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
キャビテーション対策は、過度な低圧を避ける設計と運転です。据付高さ、流れの形、運転点を適切に選び、単に空気を抜けばよいと考えないようにします。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
現象: https://www.jstage.jst.go.jp/article/tsj1973/4/2/4_2_147/_pdf（独自要約。直接出題と補足の区別はresearch_notes.mdを参照）
電験三種・電力 / 水力発電
絵コンテ 04
CUTごとの台本・画面指示 画像の確認記録 ↗
現象と制御
水撃は流速の急変
弁の急閉鎖と管内の圧力波。泡は描かない。
覚える・判定流速急変→圧力波。低圧の泡とは別
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
水撃は流速が急に変わって圧力波が生じる現象です。緩やかな弁操作や水路に適したサージタンクなどで圧力変動を抑え、蒸気泡の現象と区別します。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
現象と制御
負荷が消えると速度が上がる
発電機の負荷が0になる一方、水車入力は残る図。
覚える・判定過速度と水撃の両方を考える
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
発電機の負荷が急に減っても、水車へ水が入り続ければ回転速度が上がります。水車入力を素早く減らす必要と、水路の流れを急変させない必要を同時に満たす制御が重要です。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
現象と制御
調速機の閉ループ
速度検出→設定との比較→サーボ→ガイドベーン/ニードル→水車。
覚える・判定操作量は水車入力
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
調速機は回転速度などを検出し、水量を調整する機構を動かします。単独系では周波数維持、連系系では有効電力の分担などにも関係します。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
現象と制御
AVRとの分担
励磁→電圧と、水量→速度/有効電力を二列比較。
覚える・判定AVR＝励磁・電圧／調速機＝水量
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
AVRは励磁を調整して電圧に関わり、調速機は水車入力を調整します。電気的な制御と水の制御の役割を、全体マップの位置で覚えましょう。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
現象と制御
速度調定率の基準
無負荷n0から全負荷nFLへ下がる速度特性。基準nrを明記。
覚える・判定n0・nFL・nrは同じ速度単位
公式・選択の手がかり無負荷・全負荷・基準速度→δ
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
速度調定率は、負荷に対して速度の設定が下がる割合です。ここではδ=(n0−nFL)/nr×100%と定義し、問題が指定する基準速度を優先します。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
現象と制御
発電機にも形式がある
同期機の励磁装置と系統につながる誘導機。
覚える・判定水力発電機をすべて同期機と決めない
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
水力には同期発電機が広く使われますが、小水力では誘導発電機も使われます。一般的な連系誘導機は励磁の無効電力を系統などから受け、単独運転の条件は同期機と異なります。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
揚水と運用
電気で水を上に貯める
上池・下池間の水流を上向き青矢印、電気入力を黄色。
覚える・判定揚水は電気を消費して貯める
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
揚水では電気を使って下池の水を上池へ上げます。必要なときに水を落として電気を取り出すため、位置エネルギーによる電力貯蔵と捉えます。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
揚水と運用
回転機を切り替える
発電電動機とポンプ水車の役割を二運転図で比較。
覚える・判定上へ＝入力、下へ＝出力
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
可逆式では、同じ設備をポンプと水車、電動機と発電機として切り替えます。運転方向を先に判断すると、求めるものが入力か出力かが明確になります。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
揚水と運用
必要揚程は損失も含む
水面差Hgに損失hLpを上積みしHpを黄色で表示。
覚える・判定Hp・Hg・hLpはm
公式・選択の手がかり揚水・水面差・損失→Hp=Hg+hLp
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
ポンプは上池までの高さに加えて、水路で失われるエネルギーも供給します。したがって必要揚程はHp=Hg+hLpで、発電時とは符号が逆です。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
揚水と運用
電気入力は効率で割る
水への動力9.8QHpからηpηmで割ってPinへ。
覚える・判定Pin[kW]、Q[m³/s]、Hp[m]、効率は小数
公式・選択の手がかりPin=9.8QHp/(ηpηm)
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
必要な電気入力は、水へ与える動力をポンプ効率と電動機効率で割ります。効率が小さいほど必要入力が大きくなることを、エネルギーの向きから確認します。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
揚水と運用
発電は引いて掛ける
Hg−hLgから発電機出力へ。水車・発電機効率を掛ける。
覚える・判定発電−×／揚水＋÷
公式・選択の手がかりPout[kW]=9.8Q(Hg−hLg)ηtηg
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
発電では落差から損失を引き、水車と発電機の効率を掛けます。揚水入力と発電出力を、同じ向きの式として扱わないことが重要です。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
揚水と運用
往復効率には時間も必要
揚水時Pin×tpと発電時Pout×tgの二面積。
覚える・判定Eout・Einの単位をそろえる
公式・選択の手がかりηrt=Eout/Ein。定常ならE=Pt
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
往復効率は発電電力量を揚水電力量で割った比です。流量や運転時間が違えば出力だけの比では求まらず、同じ水量を使う条件も確認します。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
揚水と運用
純揚水と自然流入
自然流入なしの上池と、河川流入を持つ上池を比較。
覚える・判定自然流入の有無と運転時刻を別条件に
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
純揚水は主にくみ上げた水を利用し、混合揚水は自然流入も利用します。蓄えた水をいつ使うかは需給条件によるので、揚水を必ず夜間と決めつけません。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
揚水と運用
調整池の収支
池にQinが入り、Quse・Qotherが出て容量Vが変わる。
覚える・判定ΔV[m³]、Q[m³/s]、t[s]
公式・選択の手がかり流入・使用量・時間→水収支
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
容量変化は入る水と出る水の差です。一定流量ならΔV=(Qin−Quse−Qother)tで、流量が毎秒立方メートルなら時間を秒にそろえます。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
判定と総復習
出力か資源エネルギーか
Q・H・ηと、R・A・平均高さを左右の条件カードに。
覚える・判定運転条件と資源条件を区別
公式・選択の手がかりQHη→P／RAH→E
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
流量と有効落差、効率なら運転時の出力です。降水、流域面積、平均の高さなら潜在的な位置エネルギーで、求める単位も電力か電力量か確認します。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
判定と総復習
流れの量か水頭か
管断面と二地点水頭の二つの図。
覚える・判定キーワードは求める物理量とセット
公式・選択の手がかり断面・速度→Q=Av／二地点→水頭比較
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
断面積や流速から通る量を求めるなら連続の式です。二地点の高さ、圧力、速度を比べるならベルヌーイを選びます。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
電験三種・電力 / 水力発電
絵コンテ 05
CUTごとの台本・画面指示 画像の確認記録 ↗
判定と総復習
比速度か同期速度か
水車出力・落差と、周波数・極数を独立した二組にする。
覚える・判定水車の選定と電気的速度条件を区別
公式・選択の手がかりn・Pt・H→ns／f・p→n=120f/p
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
水車の相似指標なら比速度、電気の周波数と極数なら同期速度です。両方を問う場合も、役割を分けて式をつなげましょう。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
判定と総復習
年間量は面積で読む
使用流量を上限で切った面積を時間積分として示す。
覚える・判定使える流量と時間の面積
公式・選択の手がかりE[kWh]=9.8Hη∫Quse(t)dt（tはh）
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
一定の落差と効率のモデルなら、使える流量の時間積分に9.8Hηを掛けると電力量になります。時間を時間単位にすればキロワット時で、河川の全流量の面積とは限りません。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
判定と総復習 / 全画面マップこのCUTの全画面画像を開く ↗
全画面マップで全経路を復元
このCUTの全画面画像を開く ↗images/knowledge_map.pngを単独で画面いっぱいに表示する4:3全画面CUT。貯水池→取水口→導水路→サージタンク→水圧管路→水車→放水の青い流れと、水車軸→発電機→主変圧器→送電の黄色い流れを中央に描く。設備に接続した下部四欄は水量・落差・出力、水車選定、現象制御、問題文判定。右上に逆向きの揚水運転。絵コンテではこの同一画像の実際の縮小プレビューをセルに入れ、動画ではグリッドなしの全画面に切り替える。
覚える・判定設備の流れから公式と重要論点を再生
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
導入と同じ全画面マップへ戻ります。水路の順序、出力の単位、水車の構造、低圧と流速急変の違い、揚水の入力を、設備に沿って説明できるか確認してください。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
判定と総復習
五秒テスト：ダムと流況
自重・岩盤・355日の三つの穴埋めカード。
覚える・判定構造の役割と日数の定義で答える
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
自重で水圧を支えるのは重力式、アーチ作用で岩盤へ荷重を伝えるのはアーチ式です。年間355日を下回らない程度の流量は渇水流量でした。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
判定と総復習
五秒テスト：水車の特徴
噴流・可動羽根の二図。答案を後半に出す。
覚える・判定ペルトン＝衝動／カプラン＝可動羽根
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
噴流をバケットに当てる衝動水車はペルトンです。羽根の角度を流量に応じて変えられるプロペラ系はカプランで、部分負荷の効率にも関係します。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
判定と総復習
五秒テスト：現象と操作量
低圧、急変、励磁、水量の四カード。
覚える・判定原因と操作量から判定
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
低圧から蒸気泡が出るのはキャビテーション、流速の急変は水撃です。励磁を変えるAVRと、水車入力を変える調速機も分けて答えます。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
現象: https://www.jstage.jst.go.jp/article/tsj1973/4/2/4_2_147/_pdf（独自要約。直接出題と補足の区別はresearch_notes.mdを参照）
判定と総復習
五秒テスト：揚水の向き
青い上向き矢印の揚水カードと、下向き矢印の発電カード。それぞれ「損失：足す？引く？」「効率：掛ける？割る？」を問い、黄色の？を表示。数式の空欄は使わず言葉で判定する。
覚える・判定揚水＋÷／発電−×
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
揚水の必要揚程は総落差に損失を足し、電気入力は効率で割ります。発電は損失を引いて効率を掛け、効率と出力単位の条件を最後に確認します。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
締め
水力の過去問で定着
全体マップ→公式問題→迷った設備へ戻る循環矢印。
覚える・判定判定→演習→地図で復習
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
公式過去問では、最初に条件から式や設備の役割を選んでください。計算で迷ったら、落差、単位、効率の向きを地図に戻して確認しましょう。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
締め
理解できた場所を記録する
高評価・登録・コメントの小アイコン。全体マップは背景の薄いプレビュー。
覚える・判定学習はこのテーマの復習で完結
ナレーション・注釈・出典
ナレーション
役に立ったら高評価とチャンネル登録をお願いします。説明できるようになった設備や、もう一度復習したい論点をコメントして、水力の理解を確かなものにしましょう。
注釈
青＝水、黄＝エネルギー、赤＝条件・損失。紺ヘッダーと章ラベル。画像内は短文、全文は台本で表示。
出典・確認メモ
空枠
空枠
空枠
空枠
空枠
空枠
空枠