第二種電気工事士 平成24年度(2012) 下期 問8 過去問解説

問8 《配電理論(単相3線式の中性線断線)》
図のような単相3線式回路において,消費電力125 W,500 Wの2つの負荷はともに抵抗負荷である。図中の×印点で断線した場合,a-b間の電圧[V]は。 ただし,断線によって負荷の抵抗値は変化しないものとする。
問8の図
  1. イ 40
  2. ロ 100
  3. ハ 160
  4. ニ 200
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正解はハ
使う公式
抵抗 $R = \dfrac{V^2}{P}$($R$:抵抗[Ω]、$V$:電圧[V]、$P$:消費電力[W]) オームの法則 $V = R I$($V$:電圧[V]、$R$:抵抗[Ω]、$I$:電流[A])
解説
【考え方】中性線(真ん中の線)が切れると、2つの負荷は直列になり、200 Vがかかります。 ■1 それぞれの抵抗を出す どちらも100 Vで使う負荷です。 125 Wの負荷 $R = \dfrac{100^2}{125} = \dfrac{10000}{125} = 80\,\Omega$ 500 Wの負荷 $R = \dfrac{100^2}{500} = \dfrac{10000}{500} = 20\,\Omega$ ■2 断線したあとの回路 ×の所は中性線です。ここが切れると、80 Ωと20 Ωが直列になります。 かかる電圧は、上と下の線の間の200 Vです。 ■3 電流を出す 合成抵抗 $80 + 20 = 100\,\Omega$ $I = \dfrac{200}{100} = 2\,\mathrm{A}$ ■4 a-b間の電圧 a-b間は80 Ωの負荷です。 $V = 80 \times 2 = 160\,\mathrm{V}$ 消費電力が小さい負荷(抵抗が大きい方)に、100 Vより大きな電圧がかかるので危険です。 答えは(ハ)ピヨ。
出典:平成24年度(2012) 第二種電気工事士試験(電気技術者試験センター)下期 筆記試験 問8