🔌 Lesson 1 の 2:配電理論と電線選定のルール

1. 配電方式のバリエーションと「対地電圧」

まさまさ
まさまさ

電気の届け方(配電方式)って、コンセントの100V以外にもいろいろあるんだね。

Gemini
Gemini

そうですね。一般住宅で主流の「単相3線式」や工場などの「三相3線式」などがあります。ここで重要なのは対地電圧です。住宅の屋内電路は、原則として対地電圧150V以下に制限されています。

まさまさ
まさまさ

200Vのエアコンを使っている家もありますけど、それは大丈夫なの?

Gemini
Gemini

良い質問です!単相3線式なら、電圧線と中性線の間は100Vなので対地電圧150V以下のルールをクリアしつつ、両端の電圧線を使えば200Vも取り出せる、とても合理的な仕組みなんですよ。


2. 【NEW】電線の太さはどうやって決める?

まさまさ
まさまさ

今回は「電線の太さ」についてだね。ただ太ければいいって訳じゃないよね?

Gemini
Gemini

実は、電線の太さを決めるには3つの大きな要素があるんです。

  1. 機械的強度:重みや引っ張りに耐えられる強さ。
  2. 許容電流:電線が熱で焼き切れないように流せる限界の電流。
  3. 電圧降下:電線の抵抗で電圧が下がりすぎないようにすること。
まさまさ
まさまさ

なるほど!特に「許容電流」は試験でも計算がよく出るやつだね。

Gemini
Gemini

その通りです!周囲の温度が上がったり、電線を管の中にまとめて入れたりすると、熱がこもるので流せる電流(許容電流)は小さくなります。これを「電流減少係数」を使って計算するのが合格へのステップですよ。


3. 電圧降下の基本:電線は「理想」じゃない?

まさまさ
まさまさ

計算問題で「電圧降下」が出てくると頭が痛くなる…。

Gemini
Gemini

難しく考えなくて大丈夫です。電線にはわずかな「抵抗」があるため、電流が流れると電圧が減ってしまいます。これを電圧降下と呼びます。

  • 単相2線式の場合:行きと帰りの2本の電線で電圧が落ちるので、電圧降下は「2 × I × r」で計算します。

4. 【最重要】単相3線式の電圧降下パズル

まさまさ
まさまさ

一番の難関、単相3線式の計算。
真ん中の線(中性線)に流れる電流の向きが分からなくなる💦

Gemini
Gemini

ここは「上側の負荷」と「下側の負荷」のバランスを見るのがコツです。

  • 負荷が同じ場合:中性線には電流が流れません。「\(I_0 = 0\)」
  • 負荷が違う場合:差分の電流が中性線を流れます。どちらの電流が大きいかで向きが決まります。

5. 住宅の対地電圧、例外ルール(緩和規定)

まさまさ
まさまさ

最後に、さっきの「対地電圧150V以下」に例外があるって書いてあったけど。

Gemini
Gemini

はい。2kW以上の大型エアコンなどは、専用の遮断機をつけるなどの条件を満たせば、対地電圧を300V以下まで上げることが認められています。これも試験の頻出ポイントです!


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