解説
(a)：まず、線路における損失は、線路抵抗によるジュール熱RI²であり、配電線路及び中性線の抵抗値はそれぞれ0.06[Ω]と与えられているので、残りは、各配電線路及び中性線に流れる電流値を求めればよい。
上図の様に、上半分の閉回路を$I_a$が時計回りに、下半分の閉回路を$I_b$が時計回りに流れるとすると、中性線には$I_b－I_a$の電流が時計回りに流れる。
次に変圧器について考える。変圧器では１次側の電圧と電流をそれぞれV₁,I₁とし、２次側の電圧と電流をそれぞれV₂,I₂とすると、
V₁：V₂＝I₂：I₁
の関係が成り立ち、式変形すると、
V₁・I₁＝V₂・I₂
である。これは、電圧と電流の積は１次側と２次側で変わらないことを意味する。
１次側では与条件でV=6,600[V]、I=5[A]が与えられているので、
V・I＝6600×5＝33,000・・・①
２次側では先ほどの図の通り、上半分は$I_a$、下半分は$I_b$の電流が流れており、電圧はそれぞれ110Vであるので、
V・I＝110$I_a$＋110$I_b$・・・②
①＝②であるので、
110（$I_a$+$I_b$）＝33,000
$I_a$+$I_b$＝300・・・③
また、もう一つの与条件で$I_a$：$I_b$＝2：3があったので、
2$I_b$＝3$I_a$
$I_b$=1.5$I_a$・・・④
④を③へ代入して、
2.5$I_a$＝300
$I_a$＝120[A]
$I_b$＝1.5$I_a$＝180[A]
したがって、求める損失は
0.06×${I_a}^2$＋0.06×${I_b}^2$＋0.06×${(I_b-I_a)}^2$
＝0.06×(120²＋180²＋60²)
＝0.06×50400
＝3024[W]
＝3.024[kW]
よって、（３）3.02が正解
(b)：中性線の点Fで断線した場合、中性線には電流が流れないので、下図の様な220Vの1ループの閉回路を構成する。
この回路では0.06Ωの線路抵抗２つと負荷A、負荷Bの直列回路であるので、全抵抗に対する負荷Aの抵抗の比率を求めれば、負荷Aにかかる電圧が分かる。そこで、まずは未知の負荷Aの抵抗$R_A$と負荷Bの抵抗$R_B$の値を求める。
設問(a)で求めた通り、上半分の閉回路において、
0.06×$I_a$＋$R_A$×$I_a$＋0.06×($I_a$－$I_b$)＝110
0.06×120+120$R_A$+0.06×(－60)=110
120$R_A$=106.4
$R_A$＝0.8867[Ω]
設問(a)で求めた通り、下半分の閉回路において、
0.06×($I_b$－$I_a$)＋$R_B$×$I_b$＋0.06×$I_b$＝110
0.06×60+180$R_B$+0.06×180＝110
180$R_B$＝95.6
$R_B$＝0.5311[Ω]
したがって、負荷Aにかかる電圧は、
$\frac{R_A}{0.06＋R_A+R_B+0.06}$×220
＝$\frac{0.8867}{0.06+0.8867+0.5311+0.06}$×220
＝$\frac{0.8867}{1.5378}$×220
＝126.85≒127[V]
よって（４）127が正解