第二種電気工事士 過去問
令和6年度上期
問7 (一般問題 問7)

この問題は、電線１線あたりの電力損失を計算する問題です。

電力損失→W＝I^２R→１５×１５×0.１＝22.５

これが２本あるので→22.５×2＝45

単相3線式回路は、以下のように非接地線2本と中性線1本の3線で構成されています。

この単相3線式回路は2種類の電圧が使用できる点が特徴です。

非接地線と中性線の電圧Vが100Vであれば、非接地線同士の電圧は2Vで200Vとなり、同じ電源で100Vと200Vの電化製品を使用できます。

また、負荷1を流れる電流I₁と負荷2を流れる電流I₂及び中性線を流れる電流I_Nの関係性は以下の通りです。

①I₁>I₂の時

I₁-I₂の電流I_Nは、上図の左方向へ流れる

②I₁<I₂の時

I₁-I₂の電流I_Nは、上図の右方向へ流れる

③I₁=I₂の時

I₁-I₂の電流I_Nは0Aとなる

この問題のI₁とI₂は共に15Aであり、③に該当します。

従って、中性線に電流I_Nは流れません。

配線で消費される電力の計算式は以下の通りです。

電力損失（W）＝電線抵抗(Ω)×電流値(A)²

中性線に電流は流れていないので、非接地線の2本の電線の電力損失が答えとなります。

従ってこの回路の配線の電力損失は以下の通りです。

配線の電力損失(W)=2（本）×0.1(Ω)×15(A)²＝0.2×225＝45(W)

よって答えは45Wになります。

1. 電線1本あたりの電力損失を求める

電力損失 P は以下の式で計算します

P = I^2 × R= 15^2 × 0.1 = 225 × 0.1 = 22.5 (W)

2. 全体の電力損失を求める

3線式回路では、2本の電線に電流が流れるため、全体の電力損失は次のようになります

P合計 = 22.5 × 2 = 45 (W)