問題 ＜R2年問6＞
図のような単相 3 線式配電線路において、負荷 A、負荷 B ともに負荷電圧 100V、負荷電流 10A、力率 0.8 (遅れ) である。このとき、電源電圧 V の値 [V] は。ただし、配電線路の電線 1 線当たりの抵抗は 0.5Ω である。
なお、計算においては、適切な近似式を用いること。
— 答え —
電源電圧は約 104V。
【出典：令和２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
これまでの過去問(例：H25年問6)では、最初に回路を2つに分けて電流を求めさせるのが主流。
しかし、この問題では 10A と与えられているので、最初から第2手順の電圧降下を求めていく。
中性線の電流
負荷A、負荷 B の力率はともに 0.8 (遅れ) で、負荷両端の電圧が 100V のとき、両負荷とも 10A が流れている。ということは、負荷 A と 負荷 B とは、互いに平衡負荷。
それならば、単相 3線式配電線路に両負荷を図のように接続したら、中性線に電流は流れない。
電圧降下
したがって、配電線路での電圧降下は、一番上の配電線路 ( 0.5Ω ) と、一番下の配電線路 ( 0.5Ω ) で生じる。
1個の 抵抗 r ( = 0.5Ω ) で生じる電圧降下 V f の近似式は、
この抵抗に流れる電流は 10A で、力率 0.8 (遅れ) の負荷に流れ込んでいるから、
負荷手前の受電端電圧は 100V だから、求める電源電圧は 104V。
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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