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)

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。

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。 

まず、図1から、負荷Aは上の端子と中点の間、負荷Bは中点と下の端子の間に接続されています。中点に流れる2つの電流は大きさが同じで方向が逆になり、合成すると打ち消されるため、中点は0Aとなります。今回必要なのは上と下の往復分を考えることです。

図から同じ負荷電圧100Vで負荷A/Bは各消費電力１kw（1000W）とあります。

なのでI＝P/V＝1000/100＝10A

電力損失の公式はI²×R＝10A²×0.1Ω＝10Wが一本当たりの電力損失となり、2本同じなので足して20Wです。

図2の電流は図1と同じ値なので計算は先ほどと同じで10Aです。両負荷が同じ線で並列に接続されているので10＋10＝20Aです。

電力損失は20A²×0.1Ω＝40Wが一本あたりの電力損失となり、2本あるので足して80Wとなります。

よって単相2線式となると4倍の電力損失が発生することとなります。