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第三種電気主任技術者試験 送電・配電と電気材料 練習問題 第12問: 図のような単相 3 線式の低圧配電線がある。電源は、中性線 N と外線 A の間、中性線 N と外線 B の間の電圧がいずれも 105 V で一定である。外線

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図のような単相 3 線式の低圧配電線がある。電源は、中性線 N と外線 A の間、中性線 N と外線 B の間の電圧がいずれも 105 V で一定である。外線 A・中性線 N・外線 B の抵抗は 1 線あたりいずれも 0.08 Ω とし、線路のリアクタンスは無視する。外線 A と中性線 N の間に負荷 1 (電流 40 A)、中性線 N と外線 B の間に負荷 2 (電流 25 A) がつながっており、どちらの負荷も力率 1 である。負荷 1 の端子電圧 [V] の値として、最も近いものはどれか。

左の 2 つの交流電源 (各 105 V) から外線 A・中性線 N・外線 B の 3 本の線が右へ伸び、各線に 0.08 Ω の抵抗がある。右端で外線 A と中性線 N の間に負荷 1 (40 A)、中性線 N と外線 B の間に負荷 2 (25 A) がつながっている。
解答と解説を先に見る

正解: 2. 100.6 V

負荷 1 の端子電圧は約 100.6 V です。どちらの負荷も力率 1 なので電流は同相で、中性線には 2 つの負荷電流の差が流れます。中性線の電流は 40 − 25 = 15 A で、電流の大きい負荷 1 の側の戻りと同じ向き (負荷から電源へ) に流れます。電源から外線 A、負荷 1、中性線 N を通って電源に戻る経路で電圧を追うと、V₁ = 105 − 40×0.08 − 15×0.08 = 105 − 3.2 − 1.2 = 100.6 V です。「101.8 V」は中性線の電圧降下 1.2 V を無視した値、「103.0 V」は中性線の降下を逆向きに足した値 (105 − 3.2 + 1.2) です。「104.2 V」は負荷 2 の端子電圧 (105 − 25×0.08 + 15×0.08) で、負荷の取り違えです。「96.6 V」は中性線に 40 + 25 = 65 A が流れるとした値 (105 − 3.2 − 5.2) です。中性線の電圧降下は、電流の大きい側の負荷の電圧を下げ、小さい側の負荷の電圧を上げる点に注意しましょう。

関連キーワード: 単相3線式・中性線電流・電圧降下・不平衡負荷

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