電圧降下

電圧降下とは

電圧降下は、電気回路において電流が流れる際、回路内の電気抵抗によって発生する電圧の変化を指します。この現象は、オームの法則に基づいており、電流（I）、電気抵抗（R）、および電位差（V）との関係は「V = I R」と表されます。この法則は、電流が流れる流れの中での電圧の変化を正確に理解するための基本的な枠組みを提供します。さらに、キルヒホッフの法則によると、閉回路における電圧降下の合計は、その回路内の起電力、すなわち電源電圧と等しくなります。

電圧降下の具体的な影響

電圧降下は、特に電源と負荷の間で重要視されます。ここで「電圧降下」という用語が使われるとき、それは通常、電源電圧と負荷端電圧の差を示します。電力伝送路やバッテリーに存在する内部抵抗は、利用可能な電源電圧を低下させ、その結果、電力機器の安定した動作を妨げたり、電力の効率的な利用を阻害する要因となります。このため、送電時には高電圧を使用することが好まれ、これは電圧降下が流れる電流に比例し、運搬される電力が電圧と電流の積であるため、効率を高めることができます。

内線規程における電圧降下の計算

2005年の内線規程において、電圧降下の計算方法が示されており、特に大電流を通す場合の配線に関して次のような式が提供されています。


e = K1 I (R cosθr + X sinθr) L

ここで、
eは電圧降下（V）、K1は配線方式による係数、Iは電流（A）、Rは電線の1キロメートルあたりの抵抗（Ω/km）、Xはリアクタンス（Ω/km）、cosθrは力率、Lは線路の長さ（km）を示します。

一方、屋内配線のように比較的短い電線については、次の計算式が使用されます。


e = (I * L) / A

ここで、Aは使用する電線の断面積（mm²）です。特定の条件下では、内線規程に従った場合、負荷による電圧降下が規定を超えることがあるので注意が必要です。

演出空間仮設電気設備指針

この指針では、演出空間での電気設備における電圧降下の計算式が異なることが述べられています。特に、キャブタイヤケーブルを前提とすることで、特定の抵抗率と導電率が適用されます。このため、電圧降下が5%を超える場合、補正対策が求められます。

電圧降下法

電圧降下法は、使用前の自主検査の一環として、接地抵抗を正確に測定するために用いられる技術です。この方法では、測定補助接地極の間隔を大きく確保する必要がありますが、過大にすると測定精度が損なわれる場合があります。

まとめ

電圧降下は、電気回路内のエネルギー効率や機器の安定した運用に大きな影響を与える基礎的な概念です。理解を深めることで、より効率的な電気設備設計や運用が可能となるでしょう。実際の電源から負荷までの電圧の変化を把握し、適切な対策を講じることが、電気技術者にとって非常に重要なポイントとなります。

もう一度検索