こんにちは、鮭のソテーには、タルタルソースをたっぷりかけて☆しまじです☆
第2種電気工事士試験合格への道、第13回っ。前回では、配電に3つの方法があることを学びました。今日からは、それぞれをさらに深くつっこんでいきたいと思います。今回は、その内の「単相2線式」についてになります。
目次
単相2線式による配電
前回の復習から。配電方法には下の3つ
- 単相2線式
- 単相3線式
- 三相3線式
の方法がありました。その内の「単相2線式」について学んでいきます。
電圧降下
電線に電気が流れると、電線が持つ抵抗の分、電圧が降下します。いわゆる電圧降下というやつです。単相2線式(1Φ2W)で、負荷が1つの場合、
のような図で考えていきます。電線の抵抗をrとした場合、この回路における電圧降下は、
であらわせます。
つづいて、負荷が2つ並列に接続された回路についてみていきましょう。
先ほどの回路に、負荷がもう1つ並列に接続されています。この回路における電圧降下は、aーa'とbーb'間の電圧降下と、bーb'とcーc'間の電圧降下を足した値が、この回路における電線の電圧降下となります。
まずは、aーa'とbーb'間の電圧降下から計算していきます。
1つめの負荷に流れる電流I1と、2つ目の負荷に流れる電流I2の和に、1つ目の負荷までの電線の抵抗rをかけて、行きと帰りの往復分がaーa'とbーb'間の電圧降下となります。
つづいて、bーb'とcーc'間の電圧降下を計算します。
1つ目の負荷を過ぎてから、2つ目の負荷にかかるまでの電圧降下の式です。
上の2つの式を加えたものが、回路全体の電圧降下になるので、この回路の電圧降下v(V)は、
となります。
電力損失
電圧降下をするという事は、その分だけ、電力を損失します。電力の計算式は、
です。なので、電線往復分の損失する電力は、2倍となるので、負荷が1つ接続された回路での電力損失を計算式であらわすと、
となります。
例題1
次の回路にて、配線における電圧降下は何ボルト?ただし、電線の電気抵抗は、1000(m)あたり3.2(Ω)とする。
【解き方】
単相2線式で、負荷が1つだけの回路ですね。この回路の、電圧降下v(V)の計算式は、
です。電圧降下v(V)を求める為には、回路に流れる電流I(A)と電線の抵抗r(Ω)を求める必要があります。
まずは、回路に流れる電流I(A)から計算していきます。消費電力の計算式は、
なので、この回路に流れる電流I(A)は、負荷の消費電力P=2000(W)なのと、負荷にかかる電圧がV=100(V)であることから、
つづいて、電線の抵抗r(Ω)は、1000(m)で3.2(Ω)であり、長さが8(m)であることから、
最後に、電圧降下v(V)を求めます。
電圧降下はv=1(V)となります。
【解答】1(V)
例題2
次の回路のaーa'間の電圧は何ボルト?
【解き方】
単相2線式で、負荷が2ある回路の、電圧降下v(V)の計算式は、
でしたね。a-a'間の電圧は、この回路の元の電圧になるので、Vsを求めるという事になります。では、それぞれの値を入れて計算していきましょう。
よって、a-a'間の電圧Vsは104(V)。
【解答】104(V)
今日のまとめ
今日は、「単相2線式による配電」について学びました。単相2線式による回路の、負荷が1つの場合と、負荷が2つの場合の電圧降下の計算式、そして電力損失について身につけていきますっ
それでは