三相交流とか言うのが出てきました
とっても大事だ!とかいうのですが、
何に使われているかわかりません。教えてください
これはどういうところで、便利なのでしょうか?

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A 回答 (5件)

三相交流は動力線とも呼ばれ、産業用の電動機などを使用する場所では、殆どの場合三相交流が電源として用いられています。

電動機などを使用する場合、三相交流が回転磁界を構成するのに都合がよく、力率が高く取れるのがで、好んで利用されます。また、通常の家庭用の電源は単相交流で送電には2本の電線を必要としますが、3つの異なった位相の交流を送るにはそれぞれ2本ずつ、計6本の配線が必要になりそうですが、三相交流では120度ずつ位相異なる正弦波交流を使うことで3本の電線で送電が可能です。作図してみるとわかりやすいのですが、ひとつの点を中心に120度の間隔で3個のコイルを配置して、中心の点で接続し他の三点から電線を引き出します。これと同じ構造の負荷(モーターやトランスなど)と接続する場合引き出したそれぞれの線をつなぐだけで、帰線が必要ないことがわかるでしょうか?、ちょっと見ると中心の部分同士も接続しないと電流が流れないようですが、三相交流のグラフを書いてみるとわかるのですが、この部分には電流が流れないの(電圧はあります)です。この部分を中性点とかニュートラルとか呼びます。

おまけ、自動車用の発電機(オルタネーター)も三相交流発電機です。但しこの場合全波整流器を通し直流で出力しています。
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三相交流は航空機でも使用されています。


使い方は二種類あるのですが、
一番目は電源として使用します、理由はJ02さんが言われているように電流が少なく線を細くできる為です。
航空機に搭載されている設備間を接続する電線は膨大な数(正確な数は不明ですが数万以上)になりますので、細い電線の使用は航空機の重量軽減にとって重要な要素です。
二番目は航空機の姿勢、方向等の信号伝達に使用しています。これらを検出する装置は胴体の中央とか翼の中と言うように、いろいろな場所に取り付けられている為操縦室の計器に信号を送る時に使用します。
信号伝達は三相交流の位相角度を利用します。
また、航空機用は115V,400Hzで周波数が一般用より高く設定されていて、電源設備の小型化と信号伝達の精度向上を目的としています。
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今私達の周りは電気のものたくさんあり、それに囲まれて生活しています。


この電気の中で三相交流もまた大事な分野だと思います。
パソコンについてみると電源は交流の単相100Vです。パソコンの内部は弱電回路のなっていて、三相交流とはほとんど関係ないです。関係ないですがかなりの関わりがあります。電源の単相100Vは三相交流によって供給されてきています。
パソコンの製作工程で使われる機械、工場などは三相交流によって稼働しています。これは大容量を扱う電気、モ-タ-(三相モ-タ-)を回転させる電気に三相交流が適しているからです。三相交流が無ければパソコンも作る事が出来ません。
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高圧の送電線や近所の電柱を良く見ると、電線が3本で一組になっているのがわかります。

(一般の家庭に入るときは単相100Vになっていますが。)
同じ電力を送るのに、電流が少なく(線を細くできる)、線の本数も少なくて済むのが三相交流の特徴です。

3本の線で位相を120度ずつずらすと、電圧の和は常に0になるというのがポイントです。
送電以外でも三相交流の電動機や各種業務用機器なども使われていたと思います。

基本的な説明は、以下のサイトが参考になりそうです。
 送電線の基礎知識 (2)
  http://www2.ocn.ne.jp/%7Erawi/electricpower/fund … (三相交流へ)
 電気のお話
  http://www1.ocn.ne.jp/%7Essenet/elecitel.html#三相と単相

参考URL:http://www1.ocn.ne.jp/%7Essenet/elecitel.html#三相と単相
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三相交流回路のベクトル図についてと言うか電圧をベクトルで表す時の基本についてなのですが、

画像は三相交流回路のベクトル図です
線間電圧を見るとEa相とEb相の線間電圧はVabとなっており、ベクトルもEa-Ebのベクトル和となっております。

そこで質問なのですが、なぜVbaではなくVabなのでしょうか

他の線間電圧もVbc、Vcaとなっておりますがどのような考え方で決まっているのでしょうか

Aベストアンサー

サイクリックなので、
 a → b → c  → a → b → c  →・・・
という風に「順番」を決めているだけです。

なので
「Vab」「Vbc」「Vca」
になります。

a → b で呼んだり b → a で呼んだり混在すると、「正」「負」が紛らわしくなりますから。

もし「Vba」を使いたいなら、順番を c → b → a に変更して、他の電圧も
「Vba」「Vcb」「Vac」
と呼ぶようにすればよいのです。
「原則」「順番」の決め方ということです。

あくまで「統一する」「一貫する」ことが大事です。

Q三相交流回路を多く使うことについて

多相交流回路の多くは三相交流回路らしいですが、これは何故ですか?

又、モータの回転子、固定子に用いられてる鉄心には積層鋼板が用いられているそうですが、何故積層しているのですか?

Aベストアンサー

三相であれば最低でも4本必要なはずの電線が3本で済み電線が節約できます。
また三相は簡単に回転磁界が作れるため電動機の構造が簡単ですみます。
また三相のうちのどれか2本を使う事で単相も簡単に得る事が出来ます。

鉄心には交流磁界がかかっています。
この場合鉄心に電圧が発生し、これがもとで鉄心に渦電流と言うものが流れます。
渦電流は熱になりますのでエネルギーのロスとなり、モータの効率が低下します。
これを防ぐため抵抗の大きい珪素鋼板を絶縁して積層し、渦電流を減らして
モータの効率を上げているのです。

発電機や変圧器でも同じ理由で積層珪素鋼板が使われます。

Q三相交流回路のこの図面のIを求めよという問題で、 まず右のスター結線をΔに変換して相電圧/インピーダ

三相交流回路のこの図面のIを求めよという問題で、

まず右のスター結線をΔに変換して相電圧/インピーダンスZから電流を求めようと考えました。

抵抗R=3(Ω)
誘導性リアクタンスが4(Ω)

ですのでΔに変換し、9Ω、12ΩとなりインピーダンスZが15Ωとなり
相電圧200/15=13.3A
と計算したところ間違いでした。どこを間違えているのでしょうか

Aベストアンサー

#1のものです。

#1のお礼に対して
>では求めた電流×√3としたものがIとなるという事でしょうか
そうです。

Q三相交流について

三相電力についてですが、
線間電圧V、線電流Iとすると、三相電力はP=√3・V・I・cosφで表されます。

一方、単相電力は、電圧V、電流Iとすると p=VIcosφ となり、
三相交流は、単相交流の√3倍の電力を供給することができるという説明があります。

ここで、単相交流のVとIについては、これは相電圧や線間電圧という仕分けはありませんので、常に電力の表し方は変わらないと思いますが、
三相交流の場合、相電圧と線間電圧の関係や相電流と線電流の関係から、同じ式になるとは限りません。

そこで、三相交流と三相交流の電力を比べる場合、線電流と線間電圧でくられるのはなぜでしょうか。(実際に測定できるのが選管電圧と相電流だから・・・ということだけでりょうか。)
相電圧と相電流で比べると、3倍の違いがあるのですが・・・・

Aベストアンサー

次のように考えますと、簡単に理解が深まると思います。
尚、三相が平衡している回路とします。

(1)負荷の結線がスター接続(Y)の場合
P=3(個)×相電圧×線電流×cosθ
線間電圧=√3×相電圧--->相電圧=線間電圧/√3
の関係から
P=3(個)×線間電圧/√3×線電流×cosθ
1=√3/√3
P=3(個)×√3/√3×線間電圧/√3×線電流×cosθ
P=3(個)×√3/3×線間電圧×線電流×cosθ
P=√3×線間電圧×線電流×cosθ

(2)負荷の結線がΔ接続の場合
P=3(個)×線間電圧×相電流×cosθ
線電流=√3×相電流--->相電流=線電流/√3
の関係から
P=3(個)×線間電圧×線電流/√3×cosθ
1=√3/√3
P=3(個)×√3/√3×線間電圧×線電流/√3×cosθ
P=3(個)×√3/3×線間電圧×線電流×cosθ
P=√3×線間電圧×線電流×cosθ

(3)まとめ
(1)の式と(2)の式の元々の式が異なりますが、上記のごとく式を変形していけば、最終的に同じ式になります。

この式から三相電力を求める時に負荷の接続方式が判らなくても、[線間電圧]と[線電流]と力率[cosθ]が判れば、同一の計算式で求めることができると言うことになります。

また、実際に電力を測定する場合も、[線間電圧]と[線電流]の方が容易に測定できることもあると思います。

(例)
Δ接続のモータの入力電力を測定しようとした場合、相電流を測定する場合にはモータの端子台に配線されている固定子巻線から1相分の配線に[クランプメータ]を挿入しませんと測定できません。通常、このような測定はしていません。

また、スター接続の場合で相電圧を測定しようと思いましても、モータの中性線は端子台に引き出されていませんので、通常は測定できないことになります。なお、変圧器の場合もほぼ同様と考えても良いでしょう。

なお、電力Pの値が同じでも、スター接続(Y)の[1相当たりのインピーダンス(Zs)]とΔ接続の[1相当たりのインピーダンス(Zd)]は異なることに注意をして下さい。

次のような本を入手されるか、図書館(室)で探して読まれるとより理解が深まると思います。図解入れで解説されて判りやすい本です。

書籍名:電気基礎(下)、副題:交流回路・基礎電気計測
発行所:東京電機大学出版局
定価:本体2500円+税)

次のように考えますと、簡単に理解が深まると思います。
尚、三相が平衡している回路とします。

(1)負荷の結線がスター接続(Y)の場合
P=3(個)×相電圧×線電流×cosθ
線間電圧=√3×相電圧--->相電圧=線間電圧/√3
の関係から
P=3(個)×線間電圧/√3×線電流×cosθ
1=√3/√3
P=3(個)×√3/√3×線間電圧/√3×線電流×cosθ
P=3(個)×√3/3×線間電圧×線電流×cosθ
P=√3×線間電圧×線電流×cosθ

(2)負荷の結線がΔ接続の場合
P=3(個)×線間電圧×相電流×cosθ
線電流=√3×相電流--->相電流=線電流/√3
の関係から
P...続きを読む

Q三相交流回路 断線

参考書を見ても理解できなかったので質問させて頂きます。
交流三相三線式の問題なのですけれど、デルタ結線で相電流間にはそれぞれ抵抗Rが一つずつ負荷としてかかっています。その結線をうえからA,B,Cとおくとき、(Bが中性線です)Cの結線を断線した場合、この負荷の消費電力は断線前の何倍となるか、という問題です。

断線前の消費電力をP1、断絶後の消費電力をP2と置き、
P1=3I^2 *R…(1)
P2=2I'^2 *R…(2)
I=E√3/R
(1)に代入して
P1=3*(E√3/R)^2 *R
  9E^2/R
I'=E/(R*2R/R+2R)=3E *R/2
(2)に代入して
P2=2*(3ER/2)^2=9(ER)^2/2
(2)/(1)より
R倍?

上記のように解いていったのですがとんちんかんな答えが出てきました。正解は8倍になるそうです。
どこからが間違っているか、指摘して頂けたら有難いです。

Aベストアンサー

質問者の解答は3つの負荷Rのうち1つが断線した状態で計算してますが、P1=3I^2 *R…(1)、P2=2I'^2 *R…(2)ここまではいいがIは相電流とすればI=E/Rです。だからP2/P1=2/3になります。
 C相の送りの電源が断線とすればA、B相間にRと2Rが並列に繋がります。その場合はP2=E^2/0.6666R=1.5E^2/Rになり
P2/P1=1/2になります。


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