図1(単相3線式)では負荷A・Bとも100V・1kWなので各負荷電流は10A。
令和6年度 下期 第二種電気工事士 学科 問7
難度
やや易
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。
選択肢
解説
結論 → 詳細 → 補足 の 3 層構成
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解説
結論 → 詳細 → 補足 の 3 層構成
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負荷A、Bは対称でバランスしているため中性線には電流が流れず(0A)、外側2線のみが10Aずつ流れる。電力損失=2×I²r=2×10²×0.1=20W。図2(単相2線式)では負荷A・Bが並列に接続され、両負荷とも100Vで1kWずつ消費するため合計2kWを2本の線で供給する必要があり、線電流=2000W/100V=20A。電力損失=2×I²r=2×20²×0.1=80W。よって損失比=80/20=4倍。
各選択肢の解説
- ア
1/4倍になる。
1/4倍は損失が減少することを意味するが、実際には損失は図1の20Wから図2の80Wへ増加しているため誤り。
- イ
1/2倍になる。
損失は電流の2乗に比例するため、電流が10Aから20Aへ2倍になれば損失は2²=4倍になる。1/2倍ではこの関係と一致しないため誤り。
- ウ
2倍になる。
損失は電流の2乗に比例するため、電流が10Aから20Aへ2倍になれば損失は2²=4倍になる。2倍ではこの関係と一致しないため誤り。
- エ
4倍になる。
正答。図1の損失20Wに対し図2の損失80Wとなり、4倍になる。
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