【電気工事士２種筆記】単相２線式配線電路の電圧降下(R2年度下期-午後問6)

問題＜R2年下期午後問6＞
図のように、電線のこう長 12m の配線により、消費電力 1600W の抵抗負荷に電力を供給した結果、負荷の両端の電圧は 100V であった。配線における電圧降下 [V] は。
ただし、電線の電気抵抗は長さ 1000m 当たり 5.0Ωとする

＜解答の選択肢＞
(選択肢は省略)

【出典：令和２年度第ニ種電気工事士筆記試験下期-午後問6】

答えはこちら
抵抗負荷には電流が 16A 流れているから、配線にも 16A 流れている。配線１本 (12m) での電圧降下は 0.96Vで、配線での電圧降下は行きと帰りの２箇所で生じるから、トータルの電圧降下は 1.92V ≒ 2V

解法と解説

この問題は配電線路の電圧降下の問題としては珍しいタイプ。しかし、解答手順は同じ。

電圧降下の問題は次の２手順で解く。

１．配電線路に流れる電流を求める
２．電路での電圧降下を求める

この手順に持ち込むために、まず配電線路の抵抗値と回路電流を求める。

電線の電気抵抗は長さ 1000m 当たり 5.0 Ω で、電路長は 12m。ということは、電路の抵抗は

(5.0/1000) × 12 = 0.06 [Ω]

次、抵抗負荷両端には V = 100V かかっていて、消費電力 P は 1600W。だから、抵抗に流れる電流 I は、

I = P / V = 1600/100 = 16 [A]

これらの数値を回路図に書き込むと、

ここまでくれば、あとは電圧降下の解法パターンで解ける。

手順１の電流は、すでに上で求めているから、次は手順２。各電路での電圧降下を計算すると、オームの法則より V=IR だから、

したがって、電路での電圧降下は 0.96+0.96 = 1.92 V。

配電線路の電圧降下の問題は、過去６回で４回出題の合格の必須項目。解き方はパターン化されているので、得点源に。

電圧降下の問題は次の２手順で解く。

１．配電線路に流れる電流を求める
２．電路での電圧降下を求める