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第二種電気工事士の過去問「第37819問」を出題

問題

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図のような単相3線式回路において、電線1線当たりの抵抗が0.2Ωのとき、a-b間の電圧[ V ]は。
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( 第二種 電気工事士試験 平成30年度上期 一般問題 )

この過去問の解説 (3件)

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「3」が正答です。

上側の抵抗負荷と下側の抵抗負荷には同じ10Aの電流が流れているので、中央の中性線には電流が流れません。

この場合の電圧降下は、電線に流れる電流と1線の電線の抵抗をかけ合わせた10A×0.2Ω=2Vとなります。

a-b間の電圧は、電圧降下を引いた
104Vー2V=102Vとなります。
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a,b間の負荷にかかる電流が共に10Aなので、この場合は真ん中の中性線には電流が流れていないという事になります。
この場合は中性線を無視できます。
抵抗負荷がありますので電圧降下により電源電圧より電圧が下がります。

電圧降下を求める式は
Ir=v
より
10A×0.2Ω=2V
となるので
電源電圧−電圧降下
より
104V-2V=102V
よって
正解は
【3】102
となります。
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電圧降下に関する問題です。

この問題において、注目すべき部分は、上の抵抗負荷と下の抵抗負荷に流れている電流の値が等しいということです。このようなとき、真ん中の電線(中性線ともいいます。)に流れる電流はゼロになります。ゆえに、真ん中の電線は存在しないものとして考えてよいのです。

真ん中の電線は存在しないものとして考えるので、208[V]の電源に0.2[Ω]電線が2つと抵抗値が等しい抵抗負荷が2つ接続された直列回路になります。なお、ここで抵抗負荷の抵抗値が等しいと判断したのは、どちらの抵抗負荷にも同じ電流が流れているからです。また、この直列回路には10[A]の電流が流れています。

では、電線における電圧降下を考えましょう。電線の抵抗値は0.2×2=0.4[Ω]です。電線には10[A]流れていますから、オームの法則より
(電圧降下)=0.4×10=4[V]
となります。

そして、抵抗負荷にかかる電圧を考えます。2つの抵抗負荷には、電源の208[V]から電圧降下の4[V]を差し引いた204[V]の電圧がかかります。2つの抵抗負荷は、どちらも同じ抵抗値です。ゆえに2つの抵抗負荷にかかる電圧も等しくなります。よって1つの抵抗負荷には204[V]の半分の102[V]がかかります。

したがって正解は3番の102[V]です。
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