要点
正解は(2)。有効分と無効分を分けて考えると、追加抵抗に流れる電流や必要な抵抗値を整理できます。小問ごとに使う式と条件を切り分けて考えると整理しやすいです。復習では、使う式、代入値、単位換算の順で声に出して確認すると取り違えが減ります。
詳細解説
太陽光発電設備は末端AC間に接続され、15Aを出力(逆潮流)している。
これは、上側電線(A相)へ15Aを送り出し、下側電線(C相)から15Aを引き戻す形となる(またはその逆だが、通常は電源として振る舞うため、ソース側へ電流を送る方向)。
点A(上側負荷点)におけるキルヒホッフの電流則:
電源からの電流 \(I_{\text{ア}}\) + 太陽光からの電流(15A) = 負荷電流(20A)
\(I_{\text{ア}} + 15 = 20 \implies I_{\text{ア}} = 5 \, [A]\)
点B(中性点):
上側負荷から流入(20A) = 下側負荷へ流出(15A) + 中性線電流 \(I_{\text{イ}}\)
\(20 = 15 + I_{\text{イ}} \implies I_{\text{イ}} = 5 \, [A]\)(電源側へ流れる)
点C(下側負荷点):
下側負荷から流入(15A) = 太陽光へ戻る(15A) + 電源側へ戻る \(I_{\text{ウ}}\)
\(15 = 15 + I_{\text{ウ}} \implies I_{\text{ウ}} = 0 \, [A]\)
よって、(ア)=5、(イ)=5、(ウ)=0。