第二種電気工事士過去問
令和6年度下期
問7 (一般問題問7)

問題文

図1のような単相3線式回路を、図2のような単相2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100V一定で、負荷A、負荷Bはともに消費電力1kWの抵抗負荷で、電線の抵抗は1線当たり0.1Ωとする。問題文の画像

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問題

第二種電気工事士試験令和6年度下期問7（一般問題問7）（訂正依頼・報告はこちら）

図1のような単相3線式回路を、図2のような単相2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100V一定で、負荷A、負荷Bはともに消費電力1kWの抵抗負荷で、電線の抵抗は1線当たり0.1Ωとする。

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電力損失に関する問題です。

こちらの問題もそれぞれの配電方法によって公式が異なるので、注意が必要です。

選択肢4. 4倍になる。

上の図の電流値は1,000÷100＝10A

単相3線式の電力損失は2I²Rなので

2×10×10×0.1＝20W

下の図の電流値も同様に10Aですが、並列回路なので2倍の20Aとなります。

単相2線式の電力損失も2I²Rなので

2×20×20×0.1＝80W

したがって上の図から下の図へは4倍となります。

まとめ

他には三相3線式も電力損失の式は異なるので、しっかり覚えておきましょう。

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図1は、各負荷に10A流れるけど、中性線は電流の差分だけ流れます。バランス負荷になるので、中性線の電流 = 0A。よって電力損失は、外側2本の線だけに発生します。

1本あたりの損失 = I²× R = 10² × 0.1 = 10W　になり、

2本分あるので、合計：10W × 2 = 20W　になります。

図2は、単相2線式（負荷を並列）の図面ですので、

負荷AもBも同じ線を通って、合計電流 = 10A + 10A = 20Aになりますので、両方の線に20Aが流れることになります。

1本あたりの損失 = I² × R = 20² × 0.1 = 40W　になり、

2本分あるので、合計：40W × 2 = 80W　になります。

ゆえに図1（単相3線式）は20Wになり、図2（単相2線式）は80Wになるので、損失は４倍になります。

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