電圧降下の計算問題を現場の「太さ・長さ」で理解する【学科対策】
はじめに
現場で「遠くまで引っ張ったら電圧が足りなかった」「細い電線を使ったら機器が誤動作した」という経験があれば、電圧降下の感覚はすでに持っています。学科試験では、その感覚を計算式に結びつけることが求められます。
この記事では、学科で出る電圧降下の計算問題を、現場の「電線の太さ・長さ」の感覚から整理します。また当サイトの電圧降下シリーズへの入口としても使ってください。
電圧降下とは何か
電線には抵抗があります。電流が流れると、その抵抗によって電圧が消費されます。これが電圧降下です。
現場的に言うと：
- 電線が長いほど抵抗が増え、電圧降下が大きくなる
- 電線が細いほど抵抗が増え、電圧降下が大きくなる
- 電流が大きいほど電圧降下が大きくなる
試験ではこの関係を計算式で問われます。
学科で使う計算式
単相2線式の電圧降下の基本式は以下です。
e = 2 × r × I（e：電圧降下[V]、r：往復の抵抗[Ω]、I：電流[A]）
「2」が付くのは、電流が往路と復路の2本の電線を流れるためです。現場で「行き帰り2本で引く」感覚そのままです。
三相3線式では係数が変わります（√3 × r × I）。配線方式ごとの係数は試験で頻出なので、単相と三相で式が変わることを意識しておきます。
配線方式の違いについては、こちらの記事も参考にしてください。
許容される電圧降下の目安
どこまで電圧が落ちていいかにも基準があります。試験では「幹線と分岐回路でそれぞれ何%以内か」という形で問われることがあります。
電圧降下シリーズまとめ
当サイトでは電圧降下を4本の記事・ツールでシリーズ化しています。学科対策と実務の両方で活用してください。
まとめ
- 電圧降下は電線の長さ・細さ・電流の大きさで決まる
- 単相2線式の基本式は e = 2rI、三相は係数が√3になる
- 配線方式ごとに計算式の係数が変わる点が試験のポイント