もったいない「電力損失」と実戦計算
1. 電線が熱くなるのは「損」をしている証拠
もう一つの計算「電力損失\(（P_L\)）」についても教えて。
電圧降下が「勢いがなくなること」なら、電力損失は「電気が熱に変わって逃げてしまうこと」です。電線が熱くなるのは、私たちが電気代として払っているエネルギーが空中に逃げている「もったいない状態」なんですよ。
2. 電力損失の公式：電流の2乗に注意！
電力損失の計算は、電流\(I\)を2回かける（2乗する）のがポイントです。
- 単相2線式・3線式: \(P_L = 2 \times I^2 \times r\) （電線2本分で熱が出る）
- 三相3線式: \(P_L = 3 \times I^2 \times r\) （電線3本すべてで熱が出る）
あれ？電圧降下のときは三相は \(\sqrt{3}\) だったけど、損失のときは「3本分」だから「3」をかけるんだね。
その通り！ここが混同しやすいポイントです。
- 電圧降下は相ごとの勢いの差なので \(\sqrt{3}\)
- 電力損失は3本の電線それぞれから熱が出るので \(3\)と整理するとスッキリしますよ。
単3（単相3線式）の電圧降下: 係数は 1（電線1本分だけ考えればOK！）
3三（三相3線式）の電圧降下: 係数は \(\sqrt{3}\)（1.73）
3三（三相3線式）の電力損失: 係数は 3（電線3本分全部！）
この表をスマホの待ち受けにしたいレベルで重要ですよ！
あはは、確かに！これさえ覚えれば計算問題の半分くらい解ける気がする。
3. 【実戦】例題を解いてみよう！
📖 例題：単相3線式の電圧降下計算
- 配電方式: 単相3線式（平衡状態：上下の負荷が同じ）
- 負荷電流 （\(I\)）: \(20\text{A}\)
- 電線1本当たりの抵抗 （\(r\)）: \(0.1\Omega\)
最後に、画像にある「例題4（単相3線式）」をやってみましょう。「負荷に流れる電流が20A、電線1本当たりの抵抗が0.1Ω」のとき、電圧降下はどうなりますか？
単相3線式の平衡回路ですから、使うのは「1本分」の公式でしたね。
\(e\) = \(I \times r = 20\text{A} \times 0.1\Omega = 2\text{V}\)
答えはたったの 2V です！
おぉ、公式さえ知っていれば、掛け算ひとつで終わっちゃうね！
4. まとめ：配線設計の第一歩、クリア！
今回マスターした「設計」の基礎知識
- 電圧降下の許容範囲: 100Vが届くまでに「何Vまでなら減ってもいいか」の計算
- 電力損失の把握: 電線が熱くなって逃げてしまうエネルギーの計算
- 設計のパズル: \(\sqrt{3}\) や 3 を使い分ける、三相3線式の攻略
計算が終わってホッとしたけど、これも「配線設計」の大事な一部なんだね。
その通りです！「配電理論」で学んだ知識を、実際の建物の図面に当てはめていくのがこの「配線設計」の面白いところ。まさまささんは今、まさにその入り口を突破したところですよ。
なるほど。ただの計算問題じゃなくて、安全で効率的な「電気の通り道」を作るための設計図作りなんだ……。次はどんなステップに進むの？
次は、いよいよ建物の中に電気を導き入れる「引込口（ひきこみぐち）」の配線設計に入ります！
おぉ、ついに電柱から家の中に電気が入ってくる場所のルールだ！
はい。引込口から始まって、家の中のメインルートである「幹線」、そして各部屋へ枝分かれする「分岐回路」まで。Lesson4からは、より具体的な「現場のルール」が見えてきてワクワクしますよ。
よし！この調子で「電気の地図」を完成させる勢いで頑張ります！
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