第二種電工 電気機器・配線器具・配線 問4：電気機器・配線器具・配線

電線にも少しだけ抵抗があり、電流が流れると電圧が下がっていく。これを「電圧降下」という。この問題では、こう長（電線の長さ）8mの配線で2000W・100Vの負荷に電力を供給したとき、電線での電圧降下を求める。まず負荷電流を計算する：I=P/V=2000/100=20A。電線の抵抗は1000m当たり3.2Ωなので、8mで何Ωか：R=3.2×8/1000=0.0256Ω（1本分）。往復2本で2倍。電圧降下e=I×2R=20×0.0512≒1V（正答ア）。

配線の電圧降下e＝2×I×r×Lで計算する（単相2線式）。Iは負荷電流、rは1m当たりの抵抗、Lは配線のこう長。まず負荷電流：I=P/V=2000/100=20A。電線の単位抵抗：1000m当たり3.2Ωなので、1m当たり3.2/1000=0.0032Ω/m。こう長L=8m。電圧降下：e=2×I×r×L=2×20×0.0032×8=1.024V≒1V（正答ア）。選択肢から最も近い1Vを選ぶ。電源電圧は負荷電圧＋電圧降下=100＋1=101Vとなる。電技解釈では配線の電圧降下は原則2V（工場・ビルでは5V）以内と規定されており、この問題は規定値内に収まっている。

本問は単相2線式配線の電圧降下計算。電線の電気抵抗から電流・こう長・往復2本を考慮して電圧降下を求める基本計算。

【計算手順の整理】

1. 負荷電流：I=P/V=2000W÷100V=20A

2. 電線1本の抵抗（こう長8m）：R=3.2Ω/km×8m÷1000=0.0256Ω

3. 単相2線式（往復2本）の電圧降下：e=2×I×R=2×20×0.0256=1.024V≒1V（正答ア）

4. 電源電圧：V_s=100＋1=101V

【選択肢の検証】ア1V（正解）、イ2V（r=5Ω/km相当）、ウ3V（r=7.5相当）、エ4V（r=10Ω相当）。与えられた3.2Ω/kmの値から計算すると自然にアが出る。

【電圧降下の制限根拠】電技解釈第146条：低圧幹線・低圧幹線からの分岐回路の電圧降下は、幹線の電源末端で「2V以下（分岐回路含め幹線全体で5V以下）」が原則。変圧器二次端子から最遠点まで5%（=5V/100V）以下が実務の目安。

【電線抵抗の公式と導体設計】導体抵抗R=ρ×L/A（ρ：固有抵抗、L：長さ、A：断面積）。導線JIS C 3307では銅導体の固有抵抗は20°Cで約1/58 Ω·mm²/m≒0.01724Ω·mm²/m。電線の許容電流は電線発熱（I²R損）が絶縁物許容温度を超えないよう規定されており、断面積の選定では電圧降下と許容電流の両方を満たす太さを選ぶ。第一種電気工事士・電験三種では電線断面積の変更（太くする）が電圧降下改善策として問われ、太さ2倍で抵抗1/2・電圧降下1/2になる関係が重要。