令和8年度上期第二種電気工事士学科試験(電気技術者試験センター)問7
配電理論及び配線設計
抵抗負荷に関する問題
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図のような単相3 線式回路において,抵抗負荷は3.3 Ωで一定である。スイッチS を開いているとき,図中の電圧V は99 V であった。この状態からスイッチS を閉じた場合,電圧Vはどのように変化するか。ただし,電源電圧は105 V 一定で,電線1 線当たりの抵抗は0.1 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
![1φ3W電源の上の線と中性線の間が105 V,中性線と下の線の間が105 V。3本の電線にそれぞれ0.1 Ωの抵抗がある。負荷側では上の線と中性線の間に3.3 Ωの抵抗,中性線と下の線の間に3.3 Ωの抵抗とスイッチSが直列に入る。上の線と中性線の間の負荷電圧をV[V]とする](/denko2/fig/2026r08k-q007-1.png)
- イ3 V 下がる。
- ロ変化しない。
- ハ1 V 上がる。
- ニ3 V 上がる。
答えと解説
✓ これが正解ニ3 V 上がる。
解説
中性線の電流が0になり、Vは約3 V上がります。
単相3線式は、上の線・中性線・下の線の3本で、100 Vの負荷2組へ電気を送る配電方式です。2組の負荷が同じ大きさなら、中性線には電流が流れません。この問題は、スイッチを閉じることで負荷が不平衡から平衡に変わる点がポイントです。
スイッチを開いているとき、電流が流れるのは上の線と中性線を通る回路だけです。合計の抵抗は 0.1+3.3+0.1=3.5 Ωで、電流は 105÷3.5=30 A、負荷の電圧は 30×3.3=99 V となり、問題文の値と合います。
スイッチを閉じると、上下とも同じ3.3 Ωの負荷になり、中性線の電流は0です。中性線の電圧降下がなくなるため、上側の回路は 0.1+3.3=3.4 Ωとなります。電流は 105÷3.4≒30.88 A で、V=30.88×3.3≒101.9 V です。99 V から約2.9 V、およそ3 V 上がります。
覚え方は、負荷が平衡すると中性線の電流が消えて、電圧降下が減ることです。
ほかの選択肢の解説
- イ3 V 下がる。:負荷を増やしたので電圧が下がると考えた肢です。この回路は、スイッチを閉じて負荷が平衡になると中性線の電流が0になり、電線の電圧降下が減ってVは上がります。
- ロ変化しない。:変化しないとするのは、スイッチを閉じても電流の流れ方は同じと見た場合です。実際は開いていたときの30 Aの中性線電流が0になり、電圧降下が減るため、Vは変わります。
- ハ1 V 上がる。:1 V 上がる値は、この条件からは導けません。スイッチ閉のときの負荷電圧は105×3.3÷3.4≒101.9 Vで、99 Vとの差は約2.9 Vになります。
出典:令和8年度上期第二種電気工事士学科試験 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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