第二種電気工事士 令和5年度(2023) 上期 午前 問7 過去問解説
図1のような単相2線式回路を，図2のような単相3線式回路に変更した場合，配線の電力損失はどうなるか。
ただし，負荷電圧は100 V一定で，負荷A，負荷Bはともに消費電力1 kWの抵抗負荷で，電線の抵抗は1線当たり0.2 Ωとする。
- イ 0になる。
- ロ 小さくなる。
- ハ 変わらない。
- ニ 大きくなる。
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正解はロ
使う公式
負荷の電流 $I = \dfrac{P}{V}$（I：電流[A]、P：消費電力[W]、V：負荷の電圧[V]）
電線の電力損失 $p = I^2 r$（p：電線1本で失われる電力[W]、r：電線1本の抵抗[Ω]）
解説
【考え方】図1と図2で，電線に流れる電流を比べます。
1つの負荷の電流は $\dfrac{1000}{100} = 10\,\mathrm{A}$ です。
■1 図1（単相2線式）の損失
2つの負荷の電流が合わさって，2本の電線に20 Aずつ流れます。
$20^2 \times 0.2 \times 2$
$= 400 \times 0.2 \times 2$
$= 160\,\mathrm{W}$
■2 図2（単相3線式）の損失
上と下の負荷が同じなので，真ん中の線（中性線）には電流が流れません。
外側の2本に10 Aずつ流れます。
$10^2 \times 0.2 \times 2$
$= 100 \times 0.2 \times 2$
$= 40\,\mathrm{W}$
160 W から 40 W に小さくなります。
答えは(ロ)ピヨ。
2つの負荷の電流が合わさって，2本の電線に20 Aずつ流れます。
$20^2 \times 0.2 \times 2$
$= 400 \times 0.2 \times 2$
$= 160\,\mathrm{W}$
■2 図2（単相3線式）の損失
上と下の負荷が同じなので，真ん中の線（中性線）には電流が流れません。
外側の2本に10 Aずつ流れます。
$10^2 \times 0.2 \times 2$
$= 100 \times 0.2 \times 2$
$= 40\,\mathrm{W}$
160 W から 40 W に小さくなります。
答えは(ロ)ピヨ。
出典：令和5年度（2023） 第二種電気工事士試験（電気技術者試験センター）上期 学科試験【午前】 問7