理論科目の解説

指示電気計器の覚え方|7種類の動作原理を一覧表と過去問で整理

指示電気計器7種類の動作原理

※本記事にはプロモーション(広告)が含まれています。

😣 こんな悩みはありませんか?
  • 「可動コイル形」「可動鉄片形」「電流力計形」……名前が似すぎて区別できない
  • どの計器が直流用?交流用?交直両用? 暗記してもすぐ忘れる
  • 「平均値を指示」「実効値を指示」の違いがわからない
  • 過去問で計器の正誤問題が出るたびに、自信が持てず失点してしまう
✅ この記事でわかること
  • 指示電気計器7種類すべての動作原理と特徴
  • 「直流?交流?両用?」を一覧表で整理
  • 試験で即答するための覚え方のコツ

指示電気計器は、電験三種の理論科目でほぼ毎年出題される超頻出テーマです。

しかも嬉しいことに、ほとんどが「知っていれば即答」の知識問題。計算は不要で、各計器の特徴を正しく覚えているだけで5点がもらえます。

逆に言えば、ここを落とすのは非常にもったいない。この記事で7種類の計器を一気に整理し、確実な得点源にしましょう。

📘 前提知識
【電験三種】電気計測とは?5つのテーマと過去問22問の出題一覧で全体像をつかむ →

電気計測の全体像をまだ読んでいない方は、先にこちらをどうぞ

📊 電気計測マスターへの道|全7記事を学習順に攻略

電験三種の理論科目で毎年1〜3問(5〜15点)が出題される「電気計測」。範囲は広く見えますが、パターンが限られた「得点源」です。下記の順番で読み進めれば、迷わずにマスターできます。

1
📋 指示電気計器7種類の動作原理
可動コイル形・可動鉄片形・電流力計形など7種類の特徴を一覧表で完全整理。暗記だけで5点取れる最重要テーマ。
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2
⚙️ 計器の三要素|駆動・制御・制動
すべての計器に共通する3つの仕組みを「車の運転」に例えて解説。STEP1の知識が体系化されます。
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3
🔧 倍率器と分流器|測定範囲を広げる「魔法の抵抗」
電圧計の倍率器(直列)と電流計の分流器(並列)の計算方法を完全図解。オームの法則がそのまま使えます。
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4
⚡ 二電力計法|三相電力を「レジの仕組み」で完全理解
三相電力を2台の電力計で測れる理由をブロンデルの定理から解説。W₁・W₂の公式と計算例まで。
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5
⚡ 三電圧計法・三電流計法|電力計なしで電力を測る「裏ワザ」
電力計を使わずに単相電力を求める2つの手法を、余弦定理から導出して図解で解説。
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6
📊 計器の指示値が違う理由|実効値・平均値・波高値の関係
同じ波形なのに計器によって指示値が変わる謎を解明。波形率・波高率・整流形計器の誤差まで完全図解。
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7
💻 ディジタル計器とA/D変換|量子化・標本化を完全図解
アナログ信号をデジタルに変換する3ステップ(標本化→量子化→符号化)を初心者向けに解説。
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8
📺 オシロスコープ|波形の読み方とリサジュー図形【最終】
div・周期・周波数・実効値の求め方からリサジュー図形の周波数比・位相差まで、計算例付きで完全攻略。
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💡 学習のコツ
時間がない人は STEP1(指示計器)→ STEP3(倍率器・分流器)→ STEP8(オシロスコープ) の3つだけでも、出題の約7割をカバーできます。全テーマ攻略の目安は約12〜17時間です。
結論|まず30秒でわかる答え

指示電気計器は、動作原理によって7種類に分けられます。直流専用の可動コイル形(平均値を指示)、交流用の整流形(平均値)・可動鉄片形(実効値)・誘導形(実効値)、交直両用の電流力計形・静電形・熱電形(いずれも実効値)です。何を測れるか(直流・交流)と、平均値と実効値のどちらを指示するかの組み合わせで覚えます。

🔰 そもそも「指示電気計器」って何?

指示電気計器とは、電圧や電流などの値を「針の振れ」で表示するアナログ計器のことです。

家の壁にかかっているアナログ時計をイメージしてください。あの時計は針が動いて時刻を示しますよね。指示電気計器も同じで、針が動いて電気の値を教えてくれるのです。

この「針を動かす仕組み」が計器ごとに違っていて、その違いによって7種類に分類されます。

💡 ポイント
「指示電気計器の種類」とは、「針を動かす仕組み(=動作原理)の違い」による分類です。仕組みが違うと、測れる電気の種類(直流 or 交流)や、針が示す値の意味(平均値 or 実効値)が変わります。

🗂️ まずは3つのグループに分ける|直流・交流・両用

7種類もあると覚えきれない……と感じますよね。でも安心してください。まず3つのグループに分けると、一気に整理しやすくなります。

🔋

直流専用(1種類)

可動コイル形

🔌

交流専用(3種類)

整流形
可動鉄片形
誘導形

⚡

交直両用(3種類)

電流力計形
静電形
熱電形

⚠️ 最重要の暗記ポイント
直流専用は「可動コイル形」だけ。 これは絶対に覚えてください。試験で「可動コイル形は交流も測れる」という選択肢が出たら、それは100%ハズレです。
指示電気計器7種類を3グループに分けた図。直流専用は可動コイル形、交流専用は整流形・可動鉄片形・誘導形、交直両用は電流力計形・静電形・熱電形
指示電気計器7種類を直流専用・交流専用・交直両用に分類
おすすめの本

前後の単元とあわせて、教科書で体系立てて押さえておくと安心です。TAC出版『みんなが欲しかった!』シリーズの、電験三種「理論」の教科書と問題集が1冊になった本です。

覚え方を過去問で試す|実際に出た3問

覚え方が身についたかは、過去問で確かめるのがいちばんです。電験三種の理論で実際に出た問題のうち、この記事の覚え方でそのまま解けるものを3つ選びました(問題文は電験王の過去問解説で確かめています)。

出題問われたこと覚え方のどこで解けるか
平成21年度 問14可動コイル形の直流電流計と可動鉄片形の交流電流計を、直流回路と交流回路につないだときの指示可動コイル形は平均値なので、正弦波の交流では0を指す。可動鉄片形は実効値なので、直流でもその値(例では100mA)を指す
平成24年度 問14電気計測の記述のうち誤りを選ぶ「可動コイル形は交流の実効値を指示する」が誤り。可動コイル形は直流用で、指すのは平均値
令和元年度 問14計器の種類・JIS の記号・使用回路の組み合わせ電流力計形が交直両用、整流形と誘導形が交流用、熱電形が交直両用。記号を忘れても、使用回路の知識で選択肢を絞れる

整流形の「平均値なのに目盛は実効値」に注意

整流形は、中身が「ダイオード+可動コイル形」なので、針が動く力は平均値で決まります。ただし目盛は、正弦波なら実効値が読めるように、平均値の約1.11倍(波形率)で刻んであります。

そのため、正弦波でない波形(ひずみ波)を測ると、目盛の値が本当の実効値からずれます。一覧表の「ひずみ波で誤差大」はこの意味です。整流形の電圧計の指示値を計算する問題は、平成27年度 問14と令和7年度下期 問14で出ています。

つまり

覚えるのは3つの例外だけ。①直流専用は可動コイル形 ②平均値を指すのは可動コイル形と整流形 ③高電圧は静電形、高周波は熱電形。整流形は「平均値で動き、目盛は実効値」とセットで覚える。

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整流形で指示値がずれる理由を、平均値・実効値・波高値の関係から計算で確かめます。

よくある質問

Q. 指示電気計器の覚え方のコツは?

A. 例外から覚えます。直流専用は可動コイル形だけ、平均値を指すのは可動コイル形と整流形だけで、残りは実効値です。

Q. 可動コイル形で交流を測るとどうなる?

A. 正弦波の平均値は0なので、針は0を指します。平成21年度 問14で、この点が問われました。

Q. 可動鉄片形は直流も測れる?

A. 測れます。実効値を指すので直流でもその値を示しますが、鉄片のヒステリシスで誤差が出るため、主に交流で使います。

参考にした資料

法令・規格・資料は改訂されることがあります。実務で使うときは、発行元の最新版で確かめてください。

🔋 グループA:直流専用の計器

① 可動コイル形(永久磁石可動コイル形)

7種類の中で最も基本的で最も重要な計器です。

仕組みはシンプル。永久磁石の磁界の中にコイルを置き、コイルに電流を流すと、フレミングの左手の法則によって力が生じてコイルが回転する——これが針を動かす原理です。

動作原理 永久磁石の磁界+コイルの電流 → 電磁力で回転
使用回路 直流のみ
指示値 平均値
用途 電圧計、電流計
特徴 感度が良い。直流用計器の代表格
🎯 なぜ直流しか測れない?
永久磁石の磁界は一定方向です。直流なら電流も一定方向なので、針は一方向に振れます。しかし交流は電流の向きがコロコロ変わるため、針が行ったり来たりして値を読み取れないのです。
⚠️ 試験での頻出ひっかけ
「可動コイル形は実効値を指示する」→ ❌ 正しくは「平均値」
「可動コイル形は交流も測定できる」→ ❌ 正しくは「直流のみ」
この2つは過去問で繰り返し出題されています。
可動コイル形計器の仕組みの図。永久磁石の中で可動コイルが回り、直流専用で平均値を指示する
可動コイル形計器:直流専用で平均値を指示

🔌 グループB:交流専用の計器(3種類)

② 整流形

整流形は、ダイオード(整流素子)で交流を直流に変換し、それを可動コイル形で測定する「合体技」の計器です。

中身は「ダイオード+可動コイル形」なので、指示値は「平均値」です。可動コイル形と同じ「平均値」を示すのがポイント。

動作原理 ダイオードで整流 → 可動コイル形で指示
使用回路 交流
指示値 平均値(目盛は実効値換算)
特徴 感度が良い。ただしひずみ波で誤差が大きい

③ 可動鉄片形

固定コイルの磁界で鉄片を磁化し、鉄片どうしの反発力(または吸引力)で針を動かす計器です。

「コイルに流れる電流の2乗に比例」する力が発生するため、電流の向きが変わっても力の向きは変わりません。だから交流でも使えるのです。

動作原理 コイルの磁界 → 鉄片を磁化 → 反発力で回転
使用回路 交流(直流も可だが主に交流で使用)
指示値 実効値
特徴 丈夫で安価。商用周波数(50/60Hz)の測定に広く普及

④ 誘導形

電力量計(家庭の電気メーター)に使われている計器です。渦電流で円盤を回転させ、回転数で電力量を計測します。

動作原理 渦電流による回転力
使用回路 交流のみ
指示値 実効値
特徴 主に電力量計(積算計器)として使用
整流形・可動鉄片形・誘導形計器の仕組みの図。整流形はダイオードで直流に変換、可動鉄片形は鉄片の反発、誘導形は渦電流で円板が回る電力量計
整流形・可動鉄片形・誘導形計器の仕組み
おすすめの本

電気回路の基本があいまいなときは、入門書で土台を固めておくと理解が進みます。電気回路の基本を、つまずいている人向けにやさしく解説した入門書です(オーム社)。

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⚡ グループC:交直両用の計器(3種類)

⑤ 電流力計形

固定コイルと可動コイルの2つのコイルを使い、それぞれに流れる電流の相互作用で針を動かします。

可動コイル形は「永久磁石+コイル」でしたが、電流力計形は「コイル+コイル」。磁石を使わないので、電流の向きが変わっても力の向きは同じ。だから交直両用です。

動作原理 固定コイル+可動コイルの電磁力
使用回路 交直両用
指示値 実効値
特徴 電力計として使われる。交直両用の高精度計器
🎯 「可動コイル形」との違い
名前が似ていて混同しやすいですが、決定的な違いは「磁石を使うか、コイルを使うか」です。

可動コイル形 = 永久磁石+可動コイル → 直流のみ
電流力計形 = 固定コイル+可動コイル → 交直両用

⑥ 静電形

帯電した2枚の電極の間に働くクーロン力(静電気力)で針を動かす計器です。

動作原理 固定電極と可動電極の静電気力
使用回路 交直両用
指示値 実効値
特徴 高電圧の測定に使用。低電圧では誤差が大きい

⑦ 熱電形

電流が流れると発熱線が熱くなり、その熱で熱電対が起電力を発生。その起電力を可動コイル形で測定します。

熱は電流の向きに関係なく発生するため、交直両用。しかも直流から数十MHzの高周波まで測れるのが最大の特徴です。

動作原理 発熱線の熱 → 熱電対の起電力 → 可動コイル形で指示
使用回路 交直両用
指示値 実効値
特徴 高周波(数十MHz)まで測定可能。周波数特性に優れる
電流力計形・静電形・熱電形計器の原理の図。電流力計形はコイルとコイルで電力計に、静電形は静電気力で高電圧用、熱電形は発熱と熱電対で高周波に使える
電流力計形・静電形・熱電形計器の原理

📋 7種類の完全一覧表|これ1枚で試験に対応

ここまでの内容を1枚の表にまとめます。スクリーンショットで保存して、繰り返し見返してください。

計器名 動作原理(ひとこと) 使用回路 指示値 主な用途 覚えるべきキーワード
①可動コイル形 永久磁石+コイル 直流 平均値 電圧計・電流計 唯一の直流専用
②整流形 ダイオード+可動コイル 交流 平均値 電圧計・電流計 ひずみ波で誤差大
③可動鉄片形 コイル→鉄片を磁化→反発 交流 実効値 電圧計・電流計 丈夫・安価・商用周波数
④誘導形 渦電流で円盤を回転 交流 実効値 電力量計 積算計器(電力量)
⑤電流力計形 固定コイル+可動コイル 交直両用 実効値 電力計 磁石不使用・高精度
⑥静電形 電極間の静電気力 交直両用 実効値 電圧計 高電圧測定用
⑦熱電形 発熱→熱電対→可動コイル 交直両用 実効値 電圧計・電流計 高周波(数十MHz)対応
💡 一覧表から読み取るべき3つの法則
法則①:「平均値」を示すのは ①可動コイル形 と ②整流形 の2つだけ。残り5つはすべて「実効値」。
法則②:「直流専用」は ①可動コイル形 の1つだけ。
法則③:「電力計」として使われるのは ④誘導形 と ⑤電流力計形 の2つ。
指示電気計器の種類の一覧表。直流・交流の別、平均値か実効値か、主な用途
指示電気計器の一覧表:直流・交流の別と平均値か実効値か

🧠 試験で即答するための覚え方のコツ

7種類すべてを丸暗記するのは大変です。「例外」を覚える方が効率的です。

覚え方①:「平均値を示す計器」を覚える(2つだけ)

7種類のうち、平均値を示すのは「可動コイル形」と「整流形」の2つだけ。残り5つはすべて実効値です。

整流形は「ダイオード+可動コイル形」なので、本質的にはどちらも可動コイル形ベース。だから平均値を示すのです。つまり「可動コイルが関係する計器=平均値」と覚えましょう。

覚え方②:「直流専用」を覚える(1つだけ)

直流しか測れないのは可動コイル形だけ。理由は「永久磁石を使っているから」。磁石の磁界は一定方向なので、交流の行ったり来たりする電流には対応できません。

覚え方③:「特殊な用途」を1つずつ紐付ける

📌 高電圧の測定 → 静電形("静電気"="高電圧"のイメージ)

📌 高周波の測定 → 熱電形("熱"は周波数に関係なく発生する)

📌 電力計として使う → 電流力計形(名前に"電力"の雰囲気がある)

📌 電力量計として使う → 誘導形(家庭の電気メーター=クルクル回る)

📌 商用周波数で安価 → 可動鉄片形("鉄片"=頑丈で安い素材)

📌 ひずみ波で誤差 → 整流形(正弦波前提で変換するため、歪むと狂う)

🔥 試験前に確認すべき「3つの鉄板知識」
✅ 可動コイル形 = 直流専用+平均値(唯一の直流専用)
✅ 電流力計形 = 交直両用+電力計(固定コイル+可動コイル)
✅ 熱電形 = 交直両用+高周波OK(数十MHz)

この3つが過去問の正誤判定の8割をカバーします。
指示電気計器の覚え方の図。直流専用は可動コイル形だけ、平均値は可動コイル系の2つだけ、高電圧は静電形・高周波は熱電形・電力計は電流力計形
指示電気計器の覚え方:直流専用は可動コイル形だけ
この記事の理解を深める本と道具
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📝 まとめ

指示電気計器7種類の要点を最終チェックしましょう。

直流専用

①可動コイル形
永久磁石+コイル|平均値

交流専用

②整流形(平均値)
③可動鉄片形(実効値)
④誘導形(実効値)

交直両用

⑤電流力計形(実効値)
⑥静電形(実効値)
⑦熱電形(実効値)

この記事の内容を覚えれば、計器の正誤問題は確実に得点できるようになります。過去問を解いて確認してみてください。

テーマ別に、もっと深く学ぶ

気になるところから読んでも大丈夫です。どの記事も、はじめて学ぶ人向けにやさしく書いています。

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電験三種・QC検定1級 / メーカーでパワエレ設計・品質保証 実務10年

メーカーで電気設計と品質保証に携わってきた経験をもとに執筆しています。むずかしい専門用語をできるだけ使わず、はじめて学ぶ人がつまずかないように、図とたとえで説明することを大切にしています。

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