第二種電工 令和6年度下期 問6｜電気機器・配線器具・配線

図は、単相2線式の電源から、b-b'間とc-c'間の二つの抵抗負荷に電気を送る回路で、電線1本の抵抗はr=0.1Ωである。c-c'間の電圧が99Vで、c側の電流は10A。往復2本の電線に10Aが流れるので、b-c間の電圧降下は10A×0.1Ω×2＝2V。よってb-b'間の電圧は99＋2＝101V。a-b間にはb側の負荷の電流10Aとc側の電流10Aを合わせた20Aが流れるので、電圧降下は20A×0.1Ω×2＝4V。a-a'間の電圧は101＋4＝105Vで、正答はエ。102〜104は往復2本の扱いや区間ごとの電流（20A）を取り違えた値で誤り。

電源側に向かって、電圧降下を順に足していく。図のとおり、a-b間とb-c間の電線は、往路・復路ともr=0.1Ω、負荷電流は、b-b'間の負荷に10A、c-c'間の負荷に10Aである。

①c-c'間の電圧は99V。b-c間・b'-c'間の往復の抵抗は0.1×2＝0.2Ω、流れる電流は10Aなので、電圧降下は10×0.2＝2V。b-b'間の電圧は99＋2＝101V。

②a-b間・a'-b'間には、b-b'間の負荷電流10Aと、c側へ流れる10Aを合わせて20Aが流れる。電圧降下は20×0.2＝4V。a-a'間の電圧は101＋4＝105V。

選択肢では、エの105が正しい。たとえばa-b間の電流を10Aのままにすると103Vになり、イを選んでしまう。区間ごとに流れる電流が違う点が、この問題の要点になる。正答はエ。

本問は、単相2線式で、負荷が途中と末端にある回路の電圧降下を、末端から電源側へ順に積み上げて求める問題である。

【回路の整理】電源の端子a-a'から、b-b'、c-c'の順に、電線が続いている。各区間の電線は、往路・復路ともr=0.1Ω。b-b'間とc-c'間に、それぞれ抵抗負荷がつながる。図には、b-b'の負荷電流10A、c-c'の負荷電流10Aが示され、c-c'間の電圧は99Vである。

【電圧降下の考え方】単相2線式では、電流は往路と復路の2本の電線を通るので、区間の電圧降下は「電流×往復の電線抵抗」で、電流×2r（本問は電流×0.2Ω）になる。

【計算】

① b-c間（c側の電流10A）：

　降下＝10A×(0.1＋0.1)Ω＝2V

　b-b'間の電圧＝99V＋2V＝101V

② a-b間（b側の負荷10A＋c側10A＝20A）：

　降下＝20A×(0.1＋0.1)Ω＝4V

　a-a'間の電圧＝101V＋4V＝105V

【他の選択肢が出る理由】

• イ 103：a-b間の電流を10Aとして、降下を2Vとした場合（99＋2＋2＝103V）の値。b側の負荷電流10Aを加え忘れている。
• ア 102：電線を片道1本分（0.1Ω）だけで計算した場合（99＋1＋2＝102V）の値。
• ウ 104：往復の扱いや各区間の電流の取り違えによる誤答。

【ポイント】①電圧降下は、往復2本分で計算する。②各区間に流れる電流は、その区間より先（負荷側）の電流の合計である。③末端の電圧が与えられたら、末端から電源側へ降下分を足していく。正答はエ。