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電気工事士試験 · 学習ガイド

負荷と回路容量

回路容量とは

回路容量とは、一つの回路に接続できる負荷の大きさを電流で表した設計上の目安です。器具の個数ではなく同時に使う負荷で考えます。

回路の容量と負荷。一つの電源回路につながる二つの電気器具から、必要電流の大きさを示す箱が中央へ集まる。
接続する機器の負荷を足し合わせ、同時使用の条件を踏まえて回路容量と比較します。個々の機器だけでなく、同じ回路全体を見ることが大切です。

一つの回路に複数の器具を接続すると、それぞれに必要な電流が回路全体へ集まります。器具の個数ではなく、同時に使う負荷の大きさで考えるのが出発点です。

負荷と回路容量
区分判断の目安
抵抗負荷I=P/V
単相交流I=P/(V×力率)
平衡三相I=P/(√3×線間電圧×力率)
電動機出力と効率から入力電力を求める

基本の仕組み

基本の仕組みの図解。左に100Vの純抵抗負荷600Wと800Wを同時に使う様子、中央に計算機と結果の14Aを置く。14Aから右側の電線・器具・遮断器へ照合の矢印を伸ばし、三者を仕切りで分けて同じ定格値だと見せない。
覚えること:負荷電流は電線・器具・保護装置と照合

100Vで使う純抵抗負荷600Wと800Wを同時使用する計算例では、合計電流は(600+800)÷100=14Aです。これを電線や器具、保護装置の条件と照合します。

負荷電流は設計の必要量、電線の許容電流は温度上昇を考えた限界、遮断器の定格は保護装置の仕様です。三つは関連しますが同じ数字を表す言葉ではありません。

負荷から必要電流を求める

負荷から必要電流を求めるの図解。正方形の上部に100Vのコンセント、左右に抵抗負荷500Wと1000Wを置く。各負荷から「5A」「10A」の矢印を中央下へ集め、「5A+10A=15A」と示す。
覚えること:100V抵抗、同時5A+10A=15A

抵抗負荷ならI=P/V、単相交流の一般負荷ならI=P/(V×力率)、平衡三相ならI=P/(√3×線間電圧×力率)です。効率が与えられた電動機では入力電力=出力/効率としてから電流へ変換します。W、kW、VA、Aを混ぜないようにします。

単相100Vの抵抗負荷500Wと1000Wを同時に使うなら電流は5A+10A=15Aです。一方、100Vで皮相電力1000VA、力率0.8の負荷は電流10A、有効電力800Wです。ワット数だけから力率を無視して電流を求めません。

設備容量は接続される器具の合計、最大需要電力は同時使用を考えた最大値です。負荷電流を求めてから、配線・遮断器・コンセントの各条件を照合します。

確認

確認の図解。正方形の左に遮断器、右にコンセントと電線を置き、中央を縦線で仕切る。遮断器の数値から右側へ伸びる矢印に×印を重ね、数値をそのまま適用できないことを示す。
覚えること:遮断器の数値だけで判断しない

遮断器の数値だけ見て「そこまでならどのコンセントや電線でも使える」と判断してはいけません。交流電動機では効率や力率、始動時の電流も考慮します。

試験に出る

  • 純抵抗負荷の消費電力から負荷電流を求める計算問題。
  • 負荷電流・許容電流・遮断器の定格の意味の違いを問う問題。
  • 器具の個数ではなく同時に使う負荷で考えることの確認。
  • 遮断器の数値だけで電線やコンセントの条件を判断できないこと。
  • 交流電動機では効率・力率・始動電流も考慮すること。
  • 三相負荷の電流をI=P/(√3×V×cosφ)で求め、√3や力率を落とさない計算。
  • VA表示とW表示を区別し、有効電力[W]=皮相電力[VA]×力率で換算する問題。
  • 設備容量と最大需要電力を取り違えず、需要率を掛ける順序を確認する問題。

重要な言葉

回路容量
一つの回路で扱える負荷の大きさを電流で表した設計上の目安。
負荷電流
接続した負荷に流れる電流。設計の必要量。
許容電流
温度上昇を考えて電線に流せる電流の限界。

確認問題

確かめよう同じ100Vで負荷が1000W増えた純抵抗回路では何A増える?

10A。個数でなく電力を電流へ換算します。

100Vの純抵抗負荷600Wと800Wを同時に使うと、合計電流は14Aである。

負荷電流・許容電流・遮断器の定格はどれも同じ意味の数字である。

100Vの純抵抗負荷600Wと800Wを同時使用したときの合計電流は?

交流電動機の負荷を考えるときに追加で考慮するものは?

一つのに複数の器具を接続すると、それぞれに必要な電流が回路全体へ集まります。器具の個数ではなく、同時に使うの大きさで考えるのが出発点です。

100Vで使う純抵抗負荷と800Wを同時使用する計算例では、合計電流は(600+800)÷100=です。これを電線や器具、保護装置の条件と照合します。

は設計の必要量、電線のは温度上昇を考えた限界、遮断器の定格は保護装置の仕様です。三つは関連しますが同じ数字を表す言葉ではありません。

の数値だけ見て「そこまでならどのコンセントや電線でも使える」と判断してはいけません。交流電動機では効率や力率、も考慮します。

出典・参考資料

試験の公式案内と、この記事の参考にした学習資料です。

編集:Pinternet Works · 更新日:

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