令和2年度下期第二種電気工事士筆記試験(午前)(電気技術者試験センター)問6
配電理論及び配線設計
電力損失に関する問題
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- イ√3I²r
- ロ3Ir
- ハ3I²r
- ニ√3Ir
答えと解説
✓ これが正解ハ3I²r
解説
電線3本分の損失で、3I²rです。
電線路の電力損失とは、電線の抵抗で熱として失われる電力のことで、1本あたり I²r[W](電流の2乗×抵抗)です。
三相3線式では電線が3本あり、図では3本とも同じ線電流Iが流れ、抵抗もすべてrです。負荷が三角形に結んであっても、電線路を流れるのは線電流Iなので、損失は3本分を足して 3×I²r=3I²r[W]になります。3I²rとする肢が正解です。各線の電流の大きさ(実効値)が同じなら各線の損失も等しく、足し算で全体を出せます。
三相3線式の電線路損失は3本分で3I²r、単相2線式なら往復2本分で2I²r、と本数×I²rで覚えます。√3は三相電力を線間電圧と線電流で表すときに出る係数で、損失の式には掛けません。
ほかの選択肢の解説
- イ√3I²r:√3I²r は、損失の式に三相電力の係数√3を持ち込んだ形です。電線の損失は1本ごとの I²r を本数分足すだけなので、電線3本なら係数は3であり、√3にはなりません。
- ロ3Ir:3Ir は、電流を2乗しておらず、単位がワットではなく電圧になる形です。I×r は電線1本の電圧降下にあたるので、電力損失を表す式としては成り立ちません。
- ニ√3Ir:√3Ir は、三相3線式の電圧降下を表す式の形です。電流と抵抗の積に√3を掛けたもので、ワットではなくボルトの量です。ここで問われているのは電力損失であり、式が合いません。
出典:令和2年度下期第二種電気工事士筆記試験(午前) 問6(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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![3φ3W電源の3本の線にそれぞれI[A]の電流が流れ,各線にr[Ω]の抵抗がある。3本の線は破線で囲んだ抵抗負荷に至り,抵抗負荷は3つの抵抗を三角形に結んだもの(三角形の結線)](/denko2/fig/2020r02sa-q006-1.png)