1級電気工事施工管理技士 (第一次検定) 電気工学等 (電気理論・電気機器・電力) 練習問題 第12問: 単相 3 線式 100/200 V の配電線で、外線 a と中性線の間に 10 Ω、中性線と外線 b の間に 40 Ω の抵抗負荷が接続されている。中性線が電源

「160 V」が最も近い値です。単相 3 線式では、中性線が健全であれば、外線と中性線の間の各負荷に 100 V ずつかかります。

中性線が断線すると、10 Ω と 40 Ω の負荷が、外線 a と外線 b の間の 200 V に直列につながった回路になります。電流は I = 200 ÷ (10 + 40) = 4 A で、各負荷の電圧は抵抗に比例して分かれ、10 Ω の負荷は 4 × 10 = 40 V、40 Ω の負荷は 4 × 40 = 160 V です。

抵抗の大きい側、つまり消費電力の小さい負荷の側に高い電圧がかかり、定格 100 V の機器が過電圧で損傷するおそれがあります。「100 V」は、断線した後も中性線が健全なときと同じ電圧が保たれると考えた値です。

「40 V」は、10 Ω の負荷の電圧で、二つの負荷を取り違えた値です。「200 V」は、外線間の電圧が 40 Ω の負荷だけにかかると考えた値で、直列につながった 10 Ω の負荷での電圧降下を見落としています。

中性線が切れると、負荷の不平衡が大きいほど電圧が抵抗の大きい側へ偏ると覚えましょう。