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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Aベストアンサー

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Aベストアンサー

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No.9です。
No.9添付の図でパイプ部分の水の流れを示す矢印が描けてなかったです(--;
水位差からご理解いただけたかと思いますが、失礼しました。
あと、分かりよいように正面図で水面を波にして表しましたが、実際は図のように水面が波打つのではなく、水面全体が上下するというイメージが正しいので補足しておきます。

~~~

No.18お礼より >図面は、変圧器の二次コイルがL1相とL2相に100Vを
> 出力した瞬時値と思いますが、白色線には、← の電流と → の
> 電流が同時に流れていますが、どうして一本の電線で反対方向の電流を
> 同時に流すことが可能なのかが理解できません。
> LIとL2に2本ずつ合計4本ならば、すんなり納得できるのですが・・・・

とありましたので横レスします。
No.9図に描いたように、中央(白色線に相当)の水面は動かず、奥と手前の水槽の水面が180°の位相差で上下することにより、奥・手前のそれぞれの水槽と中央水槽との間の数位差が生じるという事で、白色線は実質的に電流を流す必要はないのです。
No.9の絵はNo.18の下の絵の状態と同じ状態(下回路の方が電位が高い状態)ですが、AのパイプとBのパイプで流れる電流値がピッタリ同じなら、手前→パイプBと流れた水(電流)がそのままパイプA→奥と流れるので、中央水槽(白色線)での水の移動はプラスマイナスゼロ。反対方向の電流を流すどころかこの状態では白色線=中性線であり、これを外してしまっても回路が成立しています。だからこその「中性点」であり、丁度100V負荷を2つ直列で200V電源につないだ状態ですね。
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参考URLのA05もご参考に。


~~~

ちなみに・・・位相差云々について他の回答で討論されていますが(読んでないけど、決着ついたか?)、今回のトランス中性点の話については、180°位相差が正解であることも、No.9の絵の概念から容易にご理解いただけると思います(左の1本のアームに繋がったピストンの動きがそのまま200V電源の電位変化を表しますので、奥水槽と手前水槽では真逆の水面(電位)変化。これを動きの無い中央水槽(中性点)視点で見ると、位相差180°の2回路になるわけです。
蛇足までに、3相交流を考えるなら左のピストンアームを120°位相差のクランクに置き換えて考えれば良いです。

参考URL:http://www.tsystem.jp/freecircuit/freecircuitrelay22.html

No.9です。
No.9添付の図でパイプ部分の水の流れを示す矢印が描けてなかったです(--;
水位差からご理解いただけたかと思いますが、失礼しました。
あと、分かりよいように正面図で水面を波にして表しましたが、実際は図のように水面が波打つのではなく、水面全体が上下するというイメージが正しいので補足しておきます。

~~~

No.18お礼より >図面は、変圧器の二次コイルがL1相とL2相に100Vを
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