電験三種
法令の確認日 2026年9月13日e-Govと照合済み

電験三種 令和7年度上期 電力 問13|配電(系統・機器・保護)

問題

電験三種 | 電力 | 令和8年度(2026年度)試験対応・数値確認日 2026-10-29

三相3 線式配電線により遅れ力率70 %,W₁[kW]の負荷に電力を供給している。負荷が遅れ力率91 %,W₂[kW]に変化したが線路損失は変わらなかった。W₂はW₁の何倍か。最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。ただし,負荷の端子電圧は変わらないものとする。

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解説

電験三種「電力」配電分野の計算問題(令和7年度上期 問13)。正答は(2)です。

三相3線式の線路損失は,電流の2乗に比例します(損失=3I²R)。電流Iは「電力÷(力率×電圧)」に比例するので,電圧・抵抗が一定なら,損失は(電力/力率)²に比例します。線路損失が変わらない条件から,W₂/cosθ₂=W₁/cosθ₁となるので,W₂=W₁×(cosθ₂/cosθ₁)=W₁×(0.91/0.70)=W₁×1.3です。よってW₂はW₁の1.3倍,正答は(2)です。

三相3線式配電線で,力率が70%からW₁[kW]供給していた状態から,力率91%でW₂[kW]に変化したが線路損失は変わらなかったとき,W₂はW₁の何倍かを求める問題(令和7年度上期 問13)。

【解法】

① 三相3線式の線路損失はP_loss=3I²R(Rは1線あたりの抵抗)。

② 線電流はI=P/(√3Vcosθ)(Vは線間電圧,Pは有効電力,cosθは力率)と表せる。

③ 電圧V・抵抗Rが一定のとき,P_loss∝I²∝(P/cosθ)²となる。

④ 線路損失が変わらないという条件から,(W₁/cosθ₁)²=(W₂/cosθ₂)²,すなわちW₁/cosθ₁=W₂/cosθ₂。

⑤ よってW₂=W₁×(cosθ₂/cosθ₁)=W₁×(0.91/0.70)=W₁×1.3。

したがってW₂はW₁の1.3倍であり,最も近い選択肢は(2)の1.3。正答は(2)。

力率が改善(70%→91%)すると,同じ電流(=同じ線路損失)でより多くの有効電力を送れるようになるため,W₂がW₁より大きくなる(1倍を超える)のは直感的にも妥当な結果である。

本問は電験三種「電力」科目の配電分野から,力率の変化と線路損失の関係を問う計算問題(令和7年度上期 問13)。

【線路損失と力率の関係】

三相3線式配電線路において,線間電圧V一定のもとで有効電力Pの負荷に電力を供給するときの線電流は

I=P/(√3×V×cosθ)

で与えられる。線路損失は,1線あたりの抵抗をRとすると3線分でP_loss=3I²Rとなるため,これにIの式を代入すると

P_loss=3R×{P/(√3Vcosθ)}²=R×P²/(V²cosθ²)

すなわち,電圧V・抵抗Rが一定であれば,線路損失は「有効電力を力率で割った値」の2乗,言い換えれば皮相電力S=P/cosθの2乗に比例する。これは,線路損失を決めるのは有効電力そのものではなく,実際に線路を流れる電流(=皮相電力に相当する量)であることを表している。

【条件式の導出と計算】

本問では「線路損失が変わらない」という条件が与えられているため,

P_loss1=P_loss2

R×W₁²/(V²cosθ₁²)=R×W₂²/(V²cosθ₂²)

両辺のR,V²を消去すると

W₁²/cosθ₁²=W₂²/cosθ₂²

すなわちW₁/cosθ₁=W₂/cosθ₂(いずれも正の実数なので平方根を取って良い)

これを整理すると

W₂=W₁×(cosθ₂/cosθ₁)=W₁×(0.91/0.70)

0.91/0.70=1.3(計算すると1.3000…とちょうど割り切れる値になる)

したがってW₂はW₁のちょうど1.3倍であり,選択肢(2)に当たる。

【物理的な意味】

この結果は,力率が改善される(70%→91%)と,同じ電流・同じ線路損失のもとでより多くの有効電力を送電できるようになることを示している。力率改善は,無効電力の割合を減らして線路を流れる電流を実質的な仕事(有効電力の伝送)に有効活用する施策であり,コンデンサ設備などによる力率改善が配電線路の送電能力向上・損失低減に直結することの数値的裏付けとなっている。なお,「負荷の端子電圧は変わらない」というただし書きがあるからこそ,損失の式からVを消去できる点も確認しておきたい。

【誤りの選択肢との関係】

(1)の0.77は0.70/0.91≒0.77で,比を逆にとった値である。(5)の1.7は(0.91/0.70)²=1.69で,損失が力率の2乗に関係することに引きずられて比を2乗してしまった値に当たる。損失一定の条件では2乗どうしが等しくなるので,平方根をとった1乗の比(1.3)が答えになる。

この問題の根拠出典:令和7年度上期 第三種電気主任技術者試験 電力(一般財団法人 電気技術者試験センター)
訂正の記録この問題の訂正はありません(サイト全体の記録)
出典と作り方

本問は電気技術者試験センター公表の過去問題を出典明記の上で引用しています。同センターは公式サイトの「よくあるご質問」で、教育目的など試験制度の意義に反しない限り、公表された過去問題を問題集やテキストに使用する際の許諾および使用料は不要としています。 根拠・出典:出典:令和7年度上期 第三種電気主任技術者試験 電力(一般財団法人 電気技術者試験センター) 各根拠条文・規定は「e-Gov法令検索」(https://elaws.e-gov.go.jp/)で原文を確認できます。令和8年度(2026年度)試験基準日時点で施行されている法令・基準の数値を反映(数値確認日 2026-10-29)。

本問・解説は試験対策のための学習コンテンツです。法令・基準は改正されることがあるため、最新の内容は一般財団法人 電気技術者試験センター・経済産業省の公式情報をご確認ください。本サイトは電気技術者試験センターと一切関係ありません。

執筆・監修:合格ナビ運営事務局(運営者情報)。電気事業法・電気工事士法・電気用品安全法・電気設備技術基準・内線規程の根拠条文に基づき、段差のある3段階の解説(初心者・標準・上級)を作成しています。