問題 ＜2019年問6＞
図のように、単相 2線式配電電路で、抵抗負荷 A (負荷電流 20A ) と抵抗負荷 B (負荷電流 10A ) に電気を供給している。電源電圧が 210V であるとき、負荷 B の両端の電圧 V B と、この配電線路の全電力損失 P L の組み合わせとして、正しいものは。
ただし、1線当たりの電線の抵抗値は、図に示すようにそれぞれ 0.1Ω とし、線路リアクタンスは無視する。
— 答え —
V B は 202V、全電力損失 P L は 200W。
【出典：2019年度第一種電気工事士筆記試験問6】
解法と解説
方針
配電路の電圧降下・電力損失は、出題パターンが限られているため、解法を一度理解・マスターできれば、あとはいただき問題。合格必須項目をマスター後の早めの習得がお勧め。
解法は
- 負荷側の電圧・電流・力率を求める
- 配電線路の電圧降下・電力損失を求める
ふくラボ流攻略法
配電線路の電流
負荷 A、B は配電線路に対し並列接続だから、それぞれに流れる電流を電源から図示すると、負荷 A の電流は 20A、負荷 B の電流は 10A だから、
この図から、負荷 A より電源側電路には 30A、負荷A－B 間の電路には 10A 流れることがわかる。
電圧降下と電力損失
上の図の電流が見やすく書き換えると、
負荷 A、B ともに抵抗負荷なので、力率 cos θ = 1。すると、配電線路の抵抗成分による電圧降下は V f = I ×R と簡単に求められて、図の赤字で示した通り。
この図から、V B は 202V と求まる。
次に、電力損失。
抵抗 R に電流 I が流れたときの電力損失は
で求まるから、この式を使って 4箇所の電力損失を計算し、足し合わせると、求める全電力損失は P L = 200W。
まとめ
配電路の電圧降下・電力損失は、出題パターンが限られているため、解法を一度理解・マスターできれば、あとはいただき問題。合格必須項目をマスター後の早めの習得がお勧め。
解法は
- 負荷側の電圧・電流・力率を求める
- 配電路の電圧降下・電力損失を求める
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