電圧降下とは
電線には抵抗があるため、電流を流すと電源側の電圧より負荷側の電圧が下がります。 この差が電圧降下です。学科試験では配電方式ごとの公式を使い分ける計算問題が定番です。
配電方式ごとの公式
電線1線あたりの抵抗を r [Ω]、電流を I [A] とすると:
| 配電方式 | 電圧降下 e |
|---|---|
| 単相2線式 | e = 2 × I × r（行きと帰りの2線分） |
| 単相3線式（平衡負荷） | e = I × r（中性線に電流が流れないため外側1線分のみ） |
| 三相3線式 | e = √3 × I × r（√3 ≒ 1.73） |
「単相3線式は平衡していれば中性線の電圧降下がゼロ」——これが単相3線式の最大の利点で、 そのまま出題ポイントになります。
例題
例1（単相2線式）: 電線1線の抵抗 0.1Ω、電流 10A のとき → e = 2 × 10 × 0.1 = 2V。電源が104Vなら負荷側は 104 - 2 = 102V。
例2（三相3線式）: 電線1線の抵抗 0.15Ω、電流 20A のとき → e = 1.73 × 20 × 0.15 ≒ 5.2V
電力損失もセットで
電線での電力損失（発熱）は、電流が流れる線の本数分の I²r で計算します。
- 単相2線式: P = 2 × I² × r
- 三相3線式: P = 3 × I² × r
電圧降下の「2・1・√3」と電力損失の「2・3」を混同させる選択肢が定番なので、 「降下は電圧の式、損失は I²r × 線の本数」と区別して覚えましょう。
学習のポイント
出題は数値を変えた同型問題の繰り返しです。3つの公式を書けるようにしたら、 アプリの配電理論の問題で「どの方式か見抜く→公式に代入」の流れを反復してください。