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

問7 《配電理論(単相2線式と単相3線式の電力損失)》
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。
問7の図
  1. イ 0になる。
  2. ロ 小さくなる。
  3. ハ 変わらない。
  4. 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 解説の図 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 解説の図 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