令和5年度下期第二種電気工事士学科試験（午後）（電気技術者試験センター）問7
配電理論及び配線設計
中性線に関する問題
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図のような単相3 線式回路(電源電圧210/105 V)において，抵抗負荷A 20 Ω，B 10 Ωを使用中に，図中の×印点P で中性線が断線した。断線後の抵抗負荷A に加わる電圧［V］は。ただし，断線によって負荷の抵抗値は変化せず，どの配線用遮断器も動作しなかったものとする。
〔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
なお，選択肢が数値の場合は最も近い値を選びなさい。
- イ70
- ロ105
- ハ140
- ニ210
答えと解説
✓ これが正解ハ140
解説
断線後は直列30 Ωで7 A。A側は7×20＝140 V。
単相3線式は、中性線を挟んで上下の線に105 Vずつ、外側の線同士で210 Vを供給する方式です。中性線は負荷のつり合いを保つ役目があり、これが切れると電圧が偏ります。
断線前は、各負荷に105 Vがかかっていました。中性線が切れると、負荷Aと負荷Bは外側の2線の間（210 V）に直列につながった形になります。合成抵抗は20＋10＝30 Ωなので、電流は210÷30＝7 Aです。抵抗負荷Aにかかる電圧は、7×20＝140 Vとなります。負荷B側は7×10＝70 Vで、足すと210 Vに一致します。
このように抵抗の大きい側に高い電圧がかかり、負荷Aは定格を超える電圧になって危険です。
覚え方は、中性線が切れたら直列、電圧は抵抗に比例して配分、の2点です。
ほかの選択肢の解説
- イ70：70 V は、同じ7 Aが流れる10 Ωの負荷B側にかかる電圧です。問われているのは20 Ωの負荷Aなので、小さいほうの負荷の値を答えたことになります。
- ロ105：105 V は、中性線がつながっていた断線前の電圧です。断線後は負荷が直列になり、負荷の大きさに応じて電圧が配分されるため、105 Vずつにはなりません。
- ニ210：210 V は、外側の2線の間の電圧全体です。直列の2個の負荷でこれを分け合うので、負荷Aだけに210 Vがかかることはなく、全体の電圧と取り違えた値です。
出典：令和5年度下期第二種電気工事士学科試験（午後） 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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