電験三種、まだ
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半導体の材料のシリコン（Si）は、いちばん外側に電子を4個もつ（4価）。となりの原子と電子を1個ずつ出し合い、手をつなぐように結びついて結晶をつくる。これを共有結合という。

このままでは、電気を運ぶものがほとんどない。そこに価数の違う原子をほんの少し混ぜる。図の上の段は5価のりん（P）、下の段は3価のほう素（B）を混ぜたところである。

りんは電子を5個もつので、結合に4個使うと1個余る。この余った電子が結晶の中を動いて、電気を運ぶ。運ぶのがマイナスの電子なので、negative の頭文字をとって n形という。

ほう素は電子を3個しかもたないので、結合が1か所だけ電子1個ぶん欠ける。この穴を正孔という。となりの電子が穴を埋めると、穴は反対へ移っていく。穴はプラスの電気をもつものとして動くので、positive の頭文字をとって p形という。

したがって(3)が正しい。(1)は n形と p形が逆である。5価は1個余って電子が動く（n形）、3価は1個足りずに穴ができる（p形）、と覚えれば迷わない。

電気を運ぶものをキャリアといい、数の多いほうを多数キャリアという。n形の多数キャリアは余った電子である。n形にも正孔はわずかにあるが、少ないほう（少数キャリア）である。だから(2)は誤り。

電子を与える不純物をドナー（donor：与えるもの）、電子を受け取る不純物をアクセプタ（acceptor：受け取るもの）という。3価のほう素は、穴に電子を受け取るのでアクセプタである。だから(5)は誤り。ドナーは5価のりんのほうである。

真性半導体は、不純物をほとんど含まない半導体である。温度が上がると、結合から抜け出す電子が増え、同じ数の正孔もできる。キャリアが増えるので、電気を通しやすくなる（抵抗率が下がる）。温度が上がるほど電気を通しにくくなるのは金属の性質なので、(4)も誤り。

n形と p形の違いは、次のとおりである。

次に見たら：5価の不純物を混ぜたならn形、3価を混ぜたならp形。

汽力発電所は、やかんで湯をわかし、出てくる湯気で風車を回すしくみを大きくしたものである。同じ水が、蒸気と水に姿を変えながら回り続ける。

ボイラは、燃料を燃やして水を熱し、温度も圧力も高い蒸気にする。タービンは、その蒸気を羽根に受けて回り、軸でつながった発電機を回す。

タービンを出た蒸気は、復水器に入る。復水器の中には、海水が流れる細い管がたくさん通っている。蒸気はこの管にふれて冷やされ、水に戻る。この水を、給水ポンプでボイラへ送り返す。

蒸気が水に戻ると、体積は数万分の1に縮む。復水器は外の空気が入らない作りなので、中の圧力は大きく下がり、真空に近くなる。

タービンが取り出せる仕事は、入口と出口の圧力の差が大きいほど大きい。水車が、水の落ちる高さ（落差）が大きいほど強く回るのと同じである。図では、圧力の高さを台の高さで表している。上の段は出口が大気圧のとき、下の段は復水器で出口を真空に近くしたときである。タービンから上へ出るオレンジの矢印は、取り出せる電気の大きさを表す。

したがって(2)が正しい。(4)は関係が逆である。水車の落差と同じで、出口は低いほどよい、と考えれば迷わない。

ただし、蒸気を水に戻すとき、海水に多くの熱を渡してしまう。燃料の熱を10とすると、電気になるのは約4である。復水器で海へ捨てる熱が約5、ボイラの排ガスなどで失う熱が約1である。いちばん多く失うのは復水器なので、(3)は誤り。

復水器で戻した水は、捨てずにボイラへ送り返して使い回す。海へ戻すのは、管の中を通して冷やすのに使った海水である。だから(5)は誤り。

(1)は給水加熱器の説明である。タービンの途中から蒸気を少し取り出し（抽気）、ボイラへ送る水（給水）を温める。汽力発電所の主な装置の役目は、次のとおりである。

次に見たら：タービンの出口が真空に近いなら、取り出せる仕事は大きい。

三相誘導電動機は、工場のポンプや送風機などで、いちばん多く使われているモーターである。外側の動かない部分を固定子、内側で回る部分を回転子という。

固定子のコイルに三相交流を流すと、コイルの内側に、ぐるぐる回る磁界ができる。これを回転磁界という。回転子の中には、図の右のような、棒と輪でできたかご形の導体が入っている。

回転子が回るしくみは、アラゴの円板という実験で分かる。アルミの円板の縁で磁石を回すと、円板は磁石を追いかけるように、同じ向きに少し遅れて回る。

磁石が動くと、円板を通る磁界が変わる。すると電磁誘導で、円板にうず状の電流（うず電流）が流れる。この電流と磁石の磁界のあいだに力がはたらき、円板は磁石の動く向きへ引っぱられる。誘導電動機では、磁石が回転磁界に、円板がかご形の導体にあたる。

もし回転子が回転磁界と同じ速さで回ると、回転子から見た磁界は止まって見え、変化しない。変化がなければ電流は流れず、回す力も生まれない。だから回転子は、回転磁界より少し遅れて回る。この遅れの割合をすべりという。

したがって(5)が正しい。(1)は、ここを逆にしている。遅れるから電流が流れて回る、と覚えれば迷わない。磁界と同じ速さで回るのは、同期電動機である。

負荷が重くなると、回転子はさらに遅れ、すべりが大きくなる。遅れが大きいほど流れる電流が増え、大きな力が出て、重い負荷とつり合う。だから(3)は誤り。

かご形回転子の電流は、電磁誘導によって回転子の中で生まれる。外から流す必要がないので、ブラシもいらない。だから(2)は誤り。こわれにくく、手入れが楽なのが、かご形の長所である。

電源の3本の線のうち2本を入れ替えると、回転磁界の向きが逆になり、電動機も逆に回る。だから(4)は誤り。

同期電動機との違いは、次のとおりである。

次に見たら：回転子が回転磁界より少し遅れて回るなら、誘導電動機。

電気設備技術基準（電技）は、感電や火災を防ぐために、電気の設備が守ることを定めた国のルールである。電圧が高いほど危ないので、まず電圧を、低圧・高圧・特別高圧の3つに分けている。

境目は次のとおりである。交流と直流で違うのは、低圧の上限だけである。

したがって(1)が正しい。(2)は交流と直流が逆である。同じ電圧なら、感電したときに危ないのは交流のほうである。だから交流のほうが低い600Vで区切られる、と覚えれば迷わない。

(3)は、直流の上限を交流と同じ600Vにしているので誤り。

7000Vを超えるのは特別高圧である。高圧は、低圧の上限を超え、7000V以下の電圧である。この7000Vの境目は、交流・直流で同じである。だから(4)は誤り。

実際の道すじで見ると、図のようになる。発電所から変電所までは、特別高圧の送電線で送る。町の電柱の配電線は6600Vの高圧で、柱上変圧器で100V・200Vの低圧に下げて、家へ引き込む。

6600Vは7000V以下なので、高圧である。だから(5)は誤り。家のコンセントの100Vや、エアコンなどの200Vは低圧である。

次に見たら：低圧の上限は、交流なら600V、直流なら750V。