平成28年度上期第二種電気工事士筆記試験（電気技術者試験センター）問7
配電理論及び配線設計
断線に関する問題
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図のような単相3 線式回路において，消費電力1 000 W，200 Wの2 つの負荷はともに抵抗負荷である。図中の×印点で断線した場合，a－b間の電圧［V］は。ただし，断線によって負荷の抵抗値は変化しないものとする。
〔注〕本問題の計算で√2，√3 及び円周率πを使用する場合の数値は次によること。√2＝1.41，√3＝1.73，π＝3.14
- イ17
- ロ33
- ハ100
- ニ167
答えと解説
✓ これが正解ロ33
解説
中性線が切れると10Ωと50Ωが200Vに直列になり、a－b間は約33Vです。
単相3線式で中性線が切れると、2つの負荷が上下の電圧線の間に直列につながります。このとき両端にかかる電圧は電圧線間の200Vです。
図では、1000Wの負荷は10Ω、200Wの負荷は50Ωと示されています。直列の合成抵抗は10＋50＝60Ω、電流は 200÷60＝3.33A です。a－b間は10Ωの負荷なので、電圧は 10×3.33＝33.3V、つまり約33Vになります。抵抗が小さい側にかかる電圧が小さい、と見ても分かります。50Ω側は 50×3.33＝166.7V で、2つの電圧を足すと200Vに戻ります。
断線しても100Vのままと考えるのは誤りです。中性線を切ると、軽い負荷（抵抗が大きい側）に高い電圧がかかり、機器を傷めるおそれがあります。直列では抵抗の比で電圧が分かれる、と覚えます。
ほかの選択肢の解説
- イ17：17Vは、断線後の電圧を100Vと考えて、100×10÷(10＋50)＝16.7Vとした値に当たります。実際に直列にかかるのは電圧線間の200Vなので、33Vの半分になります。
- ハ100：100Vは、中性線が切れる前のa－b間の電圧です。断線すると2つの負荷が200Vに直列になり、電圧は抵抗の比で配分し直されるので、100Vのままにはなりません。
- ニ167：167Vは、200×50÷(10＋50)＝166.7Vで、50Ωの負荷にかかる電圧です。問われているのは10Ωの負荷側のa－b間なので、値の取り違えになっています。
出典：平成28年度上期第二種電気工事士筆記試験 問7（電気技術者試験センター）。1問ずつ解ける形に加工しています（図・写真を問題冊子から切り出して画像で掲載・配線図の前書きを各問に複写・分数を1行に書き直し）。解説は当サイト独自のもので、電気技術者試験センターとは関係ありません。
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