令和5年度下期第二種電気工事士学科試験(午前)(電気技術者試験センター)問7
配電理論及び配線設計
電力損失に関する問題
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図のような単相3 線式回路で,負荷A,負荷B はともに消費電力800 W の抵抗負荷である。負荷電圧がともに100 V であるとき,この配線の電力損失[W]は。ただし,電線 1 線当たりの抵抗は 0.5 Ω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
なお,選択肢が数値の場合は最も近い値を選びなさい。

- イ32
- ロ64
- ハ96
- ニ128
答えと解説
✓ これが正解ロ64
解説
負荷電流は各8 A、中性線は0 Aで、損失は2×8²×0.5=64 W。
単相3線式は、100 V の負荷を上側と下側に分け、中性線を共通にする配線です。2つの負荷が同じ大きさ(ともに800 W)で電圧も等しいとき、上側の電流と下側の電流が中性線で打ち消し合い、中性線の電流は0 A になります。
各負荷の電流は、電力÷電圧=800÷100=8 A です。電流が流れるのは外側の2本の電線で、1線の抵抗は0.5 Ω ですから、電力損失は1線あたり I²R=8²×0.5=32 W です。2本分で32×2=64 W になります。中性線は電流が0 A なので、損失もありません。
この問は、中性線に電流が流れないと気づくことが決め手です。3本分を足して96 W としたり、1本分の32 W で止めたりしないよう、負荷が釣り合った単相3線式では中性線の損失は0、と覚えます。
ほかの選択肢の解説
- イ32:32 Wは電線1本分の損失です。電流の流れる外側の線は上下2本あるので、32 W×2本で64 Wまで足さないと、配線全体の電力損失になりません。
- ハ96:96 Wは、3本の電線すべてに8 Aが流れるとして 3×32 で求めた値です。2つの負荷が同じ大きさなら中性線の電流は0 Aなので、中性線の損失は加えません。
- ニ128:128 Wは、2つの負荷の合計1600 Wを100 Vで割った16 Aが1本の線に流れるとして、16²×0.5 を計算した値です。実際は電流が上下の線に8 Aずつ分かれて流れます。
出典:令和5年度下期第二種電気工事士学科試験(午前) 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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