第二種電気工事士の過去問
令和3年度下期 午後
一般問題 問6

１：×

２：×

３：×

４：○

単相2線式の電圧降下は以下の式で求められます。

V＝2Ir

　I：電流

　r：抵抗

まず、回路のc-c'間の抵抗0.1Ωと電流10Aを代入します。

V＝2×10×0.1

＝2[V]

この2Vがb-c間での電圧降下分となりますので、b-b'間の電圧は以下のようになります。

V_b-b'＝V_c-c'+2＝102[V]

同様にa-a'間を求めますが、b-b'間とc-c'間に流れている電流を考慮すると、電流I=(I_b+I_c)となります。

求めた電流の値から、a-a'間の電圧降下V_aはV=2Irに代入すると以下のようになります。

V_a＝2×(I_b+I_c)×r＝2×(10+5)×0.1＝2×15×0.1

　 ＝3[V]

以上から、a-a'間の電圧は以下のように求めることができます。

V_a-a'＝V_b-b'+3＝105[V]

よって、4が正解となります。

この問題は出題科目「電気の基礎理論」からの出題です。

この問題では下記の知識を求められています。

＜必要知識＞

◯単相２線式の電圧降下を計算できる。

この必要知識に伴う計算式は下記です。

＜必要計算式＞

◯単相２線式の電圧降下＝２× 電線の抵抗 r × 電流 I

それでは上記の必要知識及び計算式を使って問題を解いていきます。

まず２つの抵抗負荷にそれぞれ５［A］、１０［A］流れているので、

電源から送り出される総電流は、

５［A］＋１０［A］＝１５［A］になります。

この１５［A］が電源から送り出される時と電源に戻る時の２つの rに流れる時の電圧降下は、単相２線式の電圧降下の式から

２× ０.１［Ω］× １５［A］＝３［V］になります。

次に bーcとb’ーc’の電圧降下を計算します。

この２本に流れる電流は分岐点bで分流された１０［A］になるので、この値を式にあてはめると、

２× ０.１［Ω］× １０［A］＝２［V］になります。

抵抗負荷にかかる電圧は１００［V］のため、この電圧に電線の電圧降下分を足すと、

３［V］＋２［V］＋１００［V］＝１０５［V］

正解は１０５になります。

本問題は、電線の線抵抗による電圧損失に関する問題です。

ｂ－ｃ間には、線抵抗 0.1 [Ω] があって、10 [Ａ] の電流が流れていますから、

0.1 [Ω] × 10 [Ａ] ＝ 1 [Ｖ] の電圧損失が出ます。ｂ’－ｃ' 間も同様ですので、b－b’とｃ－ｃ' 間では、2 [V] の電圧損失があったことになります。

c－c’ 間の電圧は、100 [V] ですので、b－b’ 間の電圧は、

100 [V] ＋ 2 [V] ＝ 102 [V]

です。同様にして、a－b 間に流れる電流が分かれば、電源電圧が計算できます。

ａからの回路電流は、b－b’ 方向と、b－c 方向に分かれます。キルヒホッフの法則から、a－b 間に流れる電流は、

5 [A] ＋ 10 [A] ＝ 15 [A]

となります。

したがって、a－b 間の電圧損失は、

0,1 [Ω] × 15 [A] ＝ 1.5 [V]

です。a'－b’ 間も同様ですので、b－b’ 間と、a－a’ 間の電圧損失は、3 [V] です。

以上から、a－a’ 間の電圧は、

102 [V] ＋ 3 [V] ＝ 105 [V]

です。