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教科書

第13章 電力損失

電線の抵抗は電圧を下げるだけでなく、熱になって電力をムダにします。これが電力損失(線路損失)です。

1. 電力損失とは

電線にも抵抗があるので、電流が流れるとジュール熱(第6章)が発生します。この熱として捨てられる電力が『電力損失』(線路損失)です。

送った電気の一部が、負荷に届く前に電線で熱に変わってムダになる、というイメージ。電力会社も設備設計もこの損失をいかに減らすかがテーマになります。

2. 電力損失の式

基本はジュールの法則と同じ『I²R』。電線1本の抵抗を r とすると、配電方式ごとに:

単相2線式: p = 2 I² r
単相3線式: p = 2 I² r
三相3線式: p = 3 I² r

電流が二乗で効くのが最大のポイント。電流が2倍になると損失は4倍。だから『電流を減らす』ことが損失低減の鍵です。

3. 電圧降下とセットで出る

試験では電圧降下と電力損失を同じ回路で続けて問うパターンが定番です。

例:単相2線式、r=0.2Ω、I=10A
電圧降下 v = 2rI = 2×0.2×10 = 4V
電力損失 p = 2I²r = 2×10²×0.2 = 40W

『電圧降下は I の1乗、電力損失は I の2乗』という違いを意識すると混同しません。

4. 現場のひとこと

電力損失は、電線の中で熱に化けて消える『ムダな電気代』です。

p = I²r で電流が二乗で効くから、現場の損失対策は『電流を減らす』が王道。
・力率を改善して無駄な電流を減らす(第18章)
・太い電線で r を下げる
送電線がわざわざ高電圧なのも、同じ電力なら電圧を上げれば電流が小さくでき、I²r の損失が激減するからです。

『損失=熱=お金と火災リスク』。計算の二乗は、現場では“ここを減らせばコストが下がる”という改善ポイントの目印になります。

POINT

5. ここだけは覚える

・電力損失=電線抵抗で熱になりムダになる電力
・単2/単3:p=2I²r / 三相:p=3I²r
・電流は二乗で効く(2倍で損失4倍)
・電圧降下はIの1乗、電力損失はIの2乗
・損失を減らすには電流を減らす(=力率改善・電圧UP)

次は確認問題です。

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確認問題で定着させると、グッと身につきます。

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