いま電気工事士の試験勉強をしているのですが、
三相交流回路の電流、電圧の関係について理解できません。

参考書を見ると
Y結線では相電流と線電流は等しく(相電流=線電流)、
△結線では相電圧と線間電圧が等しくなる(相電圧=線間電圧)
とだけ書いてあります。

なぜこのような関係になるのでしょうか。
この理由を知りたく質問させていただきました。
宜しくお願いします。

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A 回答 (3件)

>抵抗があると電圧は変化しないのですか?


 変圧器から負荷に供給する場合、変圧器2次端子の電圧と負荷にかかる電圧は配線の電圧ドロップがあります。しかし、負荷近くの線間電圧と各負荷にかかる電圧は同じです。
 そのときの配線の電圧降下eは三相の場合
 e=√3I(Rcosθ+Xsinθ) 
 但し、I:線電流、R、X:配線の抵抗およびリアクタンス/1本、cosθ:負荷の力率。
 
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 変圧器と負荷の間を3本の線(3相)でつながっている場合


3本の線に流れる電流を線電流という。各線間の電圧を線間電圧という。
 負荷がΔ結線の場合、線間電圧と相電圧が等しい。
各負荷に線間電圧がそのままかかるから等しい。
 負荷がY結線の場合線電流と相電流が等しい。
各負荷に3本の線が直接繋がっているから同じになる。
これらは図を書けば、理解しやすい。
 

この回答への補足

△結線では3本の線がそれぞれ△の頂点に接続しているため
3本の線間の電圧(線間電圧)と、△結線の一辺の電圧(相電圧)が等しくなるとのイメージは掴めました。

しかし、△結線には各相に抵抗があるわけですよね?
抵抗があると電圧は変化しないのですか?

頭の悪い質問で申し訳りませんが教えていただけませんか。

補足日時:2009/05/21 21:32
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まず、「相」というのは、抵抗やトランスの巻き線などをYやΔの形に接続したとき、YやΔの棒一本分(Δの場合には三角形の一辺)を指します。



Y接続だと、三相の線やYの周囲3点につながるので、線を流れる電流はそのまま(ほかに分岐することなく)一つの相に流れ込みます。
このため、線電流=相電流になります。

Δ接続の場合、三相の線は三角形の各頂点につながります。一つの相(辺)は二つの線(頂点)と直接つながっているので、この相の電圧はつながっている二線間の電圧(線間電圧)と等しくなります。

この回答への補足

回答ありがとうございます。
相電流とは各相にある抵抗やトランスを通過する前の電流と認識してよいのでしょうか。
各相の抵抗の前後で相電流は変化しますよね?

補足日時:2009/05/21 21:22
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この回答へのお礼

△結線で電圧が等しくなるイメージは掴めました。
ありがとうございます。

お礼日時:2009/05/21 21:32

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(1)Δ接続のときと、Y接続のときで、答えは同じだけど、計算が若干異なります。
線電流17.3Aは、10√3としたほうが計算が楽なので、そうします。

Δ接続の場合、
抵抗R=相電圧/相電流
   =(線間電圧/√3)/10√3
   =20Ω
Y接続の場合、
抵抗R=線間電圧/(線電流/√3)
  =200/(10√3/√3)
  =20Ω

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電力=320kWh/8h
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ここに100Ωの抵抗をつけた場合電圧100V、抵抗100Ωなのでオームの法則から計算すると1Aなのに皮相容量一定の考えからだと10A流れなければおかしい事になります

これはどう考えたらよいのでしょうか

Aベストアンサー

No2です(^^)
発電所から流れ出る電流は変化する事になります(`・ェ・´ノ)ノ
発電所では、もちろん電磁誘導を利用して電気を起こしていますが、
発電機に電流が流れれば流れるほど、発電機は”重く”なります(◎◎!)
これは、電磁力が発電機の変化(つまり回転)を妨げるように働く事によります(-_-)
ですから、負荷に大きな電流を流すためには、発電機に大きな力を加えて発電させる必要があります。
負荷での消費電力が大きければ、発電機を回すためのエネルギーも大きくなる・・・エネルギー保存則を考えなければ、当然と言えば当然ですね(^^)

参考になれば幸いです(^^v)

Q一定電圧を供給する充電機を使った場合の電流と抵抗の関係

USBはDC5Vの一定電圧を供給してくれますので、USB充電機を
改造して、いろんなことに使ってみようと思っています。
ただ、電流は装置上、最大値が決まっています。
今、使おうとしている充電機に内蔵のスイッチングレギュレータは1.5Aが上限というものです。

この場合、以下のようなことをするとどのようになるのでしょうか?

(1)3.33オームの抵抗をつないで電流を測定
 この場合は E=IR から 5=I×3.33 I=1.5
 充電機の最大電流が測定できると思っています。
 この考えは正しいのでしょうか?

(2)2.5オームの抵抗をつないで電流を測定
 この場合、式では 5=I×2.5 I=2
 ただし、充電機は1.5Aが上限です。そうすると固定値は
 抵抗と電流の値になりますから、電圧が下がらざるを得ない?
 E=1.5×2.5 E=3.75
 でもUSB充電機は5V一定に出力すると思っています。
 この場合はどのようになるのでしょうか?
 USB充電機の電圧が強制的に下がり、装置に負担がかかるのでしょうか?

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電源側の回路構成にもよりますが、保護回路が入っている場合、
定格を超えた電流を取りだそうとした場合、保護回路によって出力電圧は0Vになります。

保護回路が無い場合は、電源の能力を超える電流を取りだそうとした場合は、電圧が下がっていくことになります。

> 2Aは流れたけれども、電圧降下が起こって5Vを供給できなかった、と考えるのが普通なのですね。

いや、おそらく2Aも流れていないでしょう。
「5Vで2Aが流れる機器」は、「抵抗2.5Ω」に相当しますが、
2.5Ωの抵抗を繋いだ場合、オームの法則的に、
5Vより低い電圧では、流れる電流は2Aよりも小さくなります。

例えば、電圧が4.5Vに下がれば、流れる電流は1.8Aになります。

> ただし、充電機は1.5Aが上限です。そうすると固定値は
>  抵抗と電流の値になりますから、電圧が下がらざるを得ない?

スイッチング電源は(効率を抜きにすれば)「電力(=電圧×電流)」は一定のまま「電圧を下げ、電流を増やす」ような回路です。
その上で、負荷変動に対し電圧が一定になるように制御をかけています。

おおざっぱな計算というか推測になりますが、
「5Vで1.5Aを取り出せる電源」は、「7.5Wの電力供給能力がある」と言えるでしょう。
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あとは、使用したい機器次第ですが、
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Q三相電源から単相負荷を接続した場合に、各相に流れる電流値の計算方法を教えて下さい。

例えば、
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Aベストアンサー

それぞれの単相負荷の力率がわからないと計算できないと思います。
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Iv=20*(-1/2+j√3/2)-10=-20+j10√3, |Iv|≒26A
Iv=30*(-1/2-j√3/2)-20*(-1/2+j√3/2)=-5-j25√3, |Iw|≒44A
という具合になりそうに思います。

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抵抗に電流を加えると電圧が発生すると
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電流、電圧、抵抗の関係は良く水の流れに例えられます。
ある水路を考えたとして、その流量(1秒間に流れる水の量)が電流、水路の落差が電圧、水路の細さが抵抗、と考えれば分かりやすいかも知れません。
もし、ある決まった流量(電流)を水路(回路)に流したいと思えば、水路の傾きを調節して目的流量にする必要があります。その目的流量(電流)にするための水路の落差(電圧)は、流量と水路の細さ(抵抗)の積で決まるわけです。
逆に、ある決まった落差(電圧)で水路に水を流せば、その流量(電流)は落差を水路の細さ(抵抗)で割った値になるという関係に有ります。
つまり、電圧と電流のどちらに注目して回路を設計or測定するかという違いで、文章表現としては「電圧を加える」になるか「電流を流す」になるだけの話で、水路の流量と落差を分離できないように電流と電圧も分離は出来ません。
ただし無限に大きい抵抗、例えばコンデンサーに直流電源をつないだ場合など、に電圧を加えれば電流は流れませんから、電圧だけがかかった回路は作れます。
また、その逆にゼロ抵抗(超伝導状態の導体や、短くて太い導線もほぼゼロ抵抗と見なせます)に電流を流せば電圧はかかりませんから、電圧のかからない電流だけが流れる回路を組むことは可能です。

電流、電圧、抵抗の関係は良く水の流れに例えられます。
ある水路を考えたとして、その流量(1秒間に流れる水の量)が電流、水路の落差が電圧、水路の細さが抵抗、と考えれば分かりやすいかも知れません。
もし、ある決まった流量(電流)を水路(回路)に流したいと思えば、水路の傾きを調節して目的流量にする必要があります。その目的流量(電流)にするための水路の落差(電圧)は、流量と水路の細さ(抵抗)の積で決まるわけです。
逆に、ある決まった落差(電圧)で水路に水を流せば、その流量(電流)...続きを読む

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「零相電圧」が無い(厳密には0では無いですが)にもかかわらず、「零相電流」が発生する原因について教えてください。地絡保護リレーなどは電流・電圧のAND条件なのでリレー動作には至らないと思いますが、零相電流だけが発生する原因で考えられることがあれば、よろしくお願いします。

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この質問ですと、カテゴリーを電力発電にした方が良いと思います。
回路的に、2回線送電にてループを形成していませんか?、この場合ですと普通に零相電流が流れます。


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