送電の計算32【電力】完全同一の再出題!電力損失率PL/P=RP/(Vrcosθ)² 平成19年度 A問題10 完全解説

電験3種 電力科目【送電の計算】平成19年度 A問題10 I=P/(√3Vrcosθ)→PL=3I²R=RP²/(Vrcosθ)²→PL/P=RP/(Vrcosθ)²=(1)。R06下問12と完全同一

今回は平成19年度 電力科目 A問題10、三相3線式送電線の電力損失率PL/Pを文字式で導出する問題です。この問題は令和6年度下期A問題12(送電の計算2)と文面・選択肢・答えまで完全に同一——17年ぶりのそっくり再出題です。

導出は2行:線電流 I=P/(√3Vrcosθ) → 3線の損失 PL=3I²R。代入すると3と(√3)²=3が約分されて PL=RP²/(Vrcosθ)²。Pで割れば損失率=RP/(Vrcosθ)²です。

出題のポイント

目次

平成19年度 電力科目 A問題10:問題文と選択肢

まずは、実際の試験問題を確認してみましょう。

電験3種 電力科目 送電の計算 平成19年度 A問題10 問題文
平成19年度 電力科目 A問題10 問題文

電験3種 電力科目 【送電の計算】 平成19年度 A問題10

 三相3線式交流送電線があり、電線1線当たりの抵抗がR〔Ω〕、受電端の線間電圧がVr〔V〕である。受電端から力率cosθの負荷に三相電力P〔W〕を供給している。

 この送電線での3線の電力損失をPLとするとき、電力損失率PL/Pを表す式として、正しいのは次のうちどれか。

(1) RP/(Vrcosθ)² (2) 3RP/(Vrcosθ)² (3) RP/{3(Vrcosθ)²}
(4) RP²/(Vrcosθ)² (5) 3RP²/(Vrcosθ)²

ポイント解説:3I²Rに I=P/(√3Vrcosθ) を代入——3が約分で消える

STEP1:線電流:三相電力の式 P=√3VrIcosθ から I=P/(√3Vrcosθ)

STEP2:3線の損失:PL3I²R=3R×P²/(3Vr²cos²θ)=RP²/(Vrcosθ)²——(√3)²=3が頭の3と約分されて消える。

STEP3:損失率:PL/P=RP/(Vrcosθ)²→(1)。令和6年度下期A問題12(送電の計算2)と完全同一——損失率は電圧の2乗・力率の2乗に反比例、送る電力に比例、という重要な結論もそのまま。

問題の解説

STEP1 線電流

P=√3VrIcosθ→I=P/(√3Vrcosθ)。

STEP2 3線の損失

PL=3I²R=RP²/(Vrcosθ)²(3と(√3)²が約分)。

STEP3 損失率

PL/P=RP/(Vrcosθ)²→(1)。

答え:(1)

💡 覚え方
損失率の導出は「3I²RにI=P/(√3Vcosθ)を代入」の1本道。結果はPL/P=RP/(Vcosθ)²——Pの1乗・V²とcos²θに反比例。H19問10とR06下問12は完全同一。正しい式に3や√3は残らない。

⚠️ よくある間違い
PLと損失率を混同しない——PLはP²・損失率はPの1乗((4)はPLの式)。3や√3を忘れて3倍ずれた選択肢に引っかからない。Vrは線間電圧。

まとめ

線電流I=P/(√3Vrcosθ)
3線の損失PL=3I²R=RP²/(Vrcosθ)²
損失率PL/P=RP/(Vrcosθ)²
含意損失率∝P・∝1/V²・∝1/cos²θ
再出題R06下問12(送電の計算2)と完全同一
答え(1)

▼あわせて解きたい関連問題
・完全同一の再出題(送電の計算2):【電力】令和6年度下期 A問題12
・損失は電圧の2乗に反比例(架空送電13):【電力】令和4年度上期 A問題6

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