電源に関しての質問です

質問

単相電源、三相電源という言葉がありますが、それぞれ何のことなんですか？
わたしは「三相電源」とは、デスクトップPC　etc．の電源のことだと思うんですが、合っていますか？これはコンセントのオスが３つ端子が出ているからそう呼ばれていると思ったんですが・・・
それなら、普通の家庭用電源コンセントは２つの端子があるから二相電源とでも呼ばれるのでしょうか？
それなら単相は？とか考えてしまうんですけど。多分この考えは間違ってると思うんですけど、どうぞ教えてください。

それから、メス穴の方なんですけど、これには＋や－とかあるんですか？
交流電源は片っぽがアースという話を聞いたことあるんですけれど。

「それなら三相のメス穴は？」という疑問も出てきます。
三相の真ん中の穴はアースと聞いていますが、「じゃあ残りの穴は？」と次から次へと疑問が・・・
あと、五相とかいうことばも・・・

このことに関して参考書を見ましたが、見つけることができませんでした。
どうかお力添えを・・・。

回答No.2

kmcc · ベストアンサー

単層電源とは、一般に家庭用の１００Ｖ電源を指します。
また、三層電源は２００Ｖの電源です。
では、三層電源とはなぜ三層かと言うと、
家庭用電源はtykyさんのおっしゃる通り、２つの端子がありますが、
三層電源は、Ｒ、Ｓ、Ｖと３つの端子になります。
それで、Ｒ：Ｓ、Ｒ：Ｖ、Ｓ：Ｖと２極で電源を取る際に３パターン（３層）の電源が取れます。
そのため、３層電源と呼ばれます。
これに対して、単層では１パターン（１層）しか電源が取れないため、
単層電源と呼びます。
もちろん、単層電源は１００Ｖだけでなく１２Ｖや２４Ｖ、２００Ｖと言った
いろんな電圧があります。

メス穴については、
片方がアースということはありません。
交流電源の場合、極性（＋と－）が常に入れ替わっています。
よく、家電製品に５０／６０Hzと表示されているのをご存じでしょうか？
これが極性が変わる周波数といい、５０Hzでは１秒間に５０回極性が変わる事を
意味します。
ですから、単層電源、三層電源共に、メス穴がアースという事はありません。
でも、ソケットの形状によっては単層でもメス穴が３つあるもの、
三層でもメス穴が４つあるものがあります。
こういう場合は、１つの穴がアースとなります。
あと、層については、何パターン取れるかで何層か決まります。

回答No.8

ymmasayan

ずいぶん、色々なお答えが錯綜していて混乱してしまいます。
論点は
（１）単相、三相、（二相）の違い
（２）２線式、３線式の違い
（３）１００ボルト、２００ボルトの違い
（４）アースについて
の４点です。

（１）単相、三相ですが理論的な説明はさておいて、もちつきで説明しましょう。
　　　きね１本でつくのが単相、きね３本でつくのが三相です。
　　　きね３本では、３本のきねのタイミングを少しずつずらしてつきますね。
　　　二相はきね２本ですが電気の世界ではほとんど使いません。

　　　それぞれについて必要な線の数は、単純に考えると
　　　単相…２本　　　三相…６本
　　　ですが、三相の場合、節約して３本、または４本で送る事ができます。
　　　三相３線式…これが一般的です。３本で三相が送れる理屈はベクトルを使うので結構難解です。
　　　三相４線式…１本は中性線（共通線：アースと考えても良い）です。ほとんど使いませんが、特殊な目的で使う事が有ります。

（２）（３）２線式、３線式と１００ボルト・２００ボルトについて
　　　これが又厄介です。
　　　単相２線式…昔の家庭はこれです。（１００ボルトがとれます）
　　　単相３線式…家庭の消費電力の増加に対応するために使われています。
　　　　　　　　　１００ボルトと２００ボルトの２種類の電圧が利用できる利点があります。
　　　　　　　　　１本は中性線（共通線：アースされている）
　　　三相３線式…上で説明したとおりです。動力線とも言います。
　　　　　　　　　３本のうちどの２本をとっても２００（２２０）ボルトです。
　　　　　　　　　特別な場合を除いて家庭には入っていません。

（４）アースについて
　　　アース（電気の世界では接地といいます）にはいろんな目的、種類があって専門家でもきちんと理解できていない場合があります。
　　　アースについては過去のこの欄の質問にも何度か登場しています。私も回答していますので、参考ＵＲＬとして紹介します。

参考URL：

http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=48429

お礼

こんなにも多くの人からアドバイスが聞けて、とても勉強になりました。

みなさん、ありがとうございました。

回答No.7

tanupon323

アースについて補足しておきます。

　まず、#3さんが「アースの件ですが、交流にアースという言葉は一般には用いません。３相のアースは、洗濯機やエアコンのアースと同じ概念で、漏電や静電気等を地表に逃がすためのものです。」と、お答えになっていますが、言葉を用いるかどうかは別として、単相でも３相でもアースはあります。問題は言い方で、接地と言うのが一般的です。この場合の意味はＣ種ということで同じです。

　次に、#4さんが「三相交流はアースがありません。 」と、お答えになっていますが、実際はあります。というより、繰り返しになりますが、単相でも３相でもアースはあります。問題は種類で、コンセントに来ているアースは低圧器具の外箱を接地するためのものだということです。単相でも３相でも、電路のどれか１つは、電源を供給する変圧器の２次側端子において接地されています。これは、変圧器の故障により、高圧側と接触した場合に、低圧電路側へ高圧が流れないようにするための接地です。３相の場合は、Δ結線の場合には何れかの相を接地しますが、Ｙ結線の場合は中性線を接地してZCTをくぐらすことが一般的です。この場合は、Ｂ種ですね。

　単相２線100Vコンセントの穴ですが、#1さんが「プラグの差込穴をよく見ると、大きさに大小があります。いちおうこれのどちらかがアースになっているのですが、」とお答えになっています。大きい方が、アース側です。 これは、アースはアースでも、中性線という意味なのでＢ種です。３つ目のアース用の穴は、Ｃ種ですので、これは無くても機器は動作します。

　最後に蛇足ながら、２相というのは、いわゆるスコット結線の２次側のことでしょう。これは、一般的には電気鉄道の変電設備で使う必要性で考案されたものですが、３相を２相に変換できるので、非常用ディーゼル発電機を電灯負荷でバランス良く使う用途に用いられます。発電機出力は３相ですが、これを単相で使うには、各相のバランス取りが難しく、発電機の運転が上手くいきません。スコット変圧器を介して、２相→単相×２で供給すると、発電機側は見かけ上３相で運転していることになるので、具合がよいのです。

回答No.6

YUZURU

最近では、一般家庭でも単相３線で配線する家庭が増えていますね、２００Ｖで動くエアコンや電子レンジなども家電メーカーから発売されはじめてます、ちょっと前までは、アメリカ製（もしくは、アメリカ向け）の大型家電を使う、お金持ちの人達のお家によくありましたね。２００Ｖが引かれていると、「すげー！、お金持ちぃ！！」と驚いたものでしたが、最近は新築されるときに、将来の事を考えて単３にする人が増えていると聞きます。

回答No.5

yoko1mgs

おはこんばんにちは、うまく説明出来るか判りませんが。
日本国内で三相交流と呼ばれているものは
　　　三本の線に200Vの交流が三つ重なり流れています。
　　　動力電源（工場とかでよく使う）や送電線はこれです。
単相は二本の線で100Vが一つ流れています。
　　　家庭用は基本的にこれです。
単相で効率よく電気を使うために単相三線式（単三）というのが有り
　　　ほとんどの家庭はこのタイプです。
　　　三本から200V一つと100Vが二つ取り出せます。
アースはこれに別に必要となりますので
　　　三相なら四本、単相なら100V200V関係なく三本となります。
だから家庭用コンセントはアースが無くIIの形で二線で100Vを
使っているだけです。交流なので時間で入れ替わるプラスとマイナスと
思えば分かり易いでしょうか。
　　　PCとかのコンセントはアース用に一穴多いだけで
　　　単相100Vです。

回答No.4

acacia7

ちょいとなんか・・
皆さん解釈ちがいますね・・
わかり易いかどうか別問題ですけど、
僕も説明させていただきます。

＃えーっと・・三角関数のsin()はいいですよね？・・（＾＾；
＃これは問答無用で使います。（＾＾；

日本の単相交流は片方がアースなので０[Ｖ]、片方がαsin（ωt）[Ｖ]ってなってます。
で、東日本では　2π/ω=50[1/sec]つまり、毎秒50回転しているので50[Hz]
西日本では　毎秒60回転してるので60[Hz]なわけです。
振動相が１つしかないから「単相」です。

これに対し、三相交流はαsin(ωt),αsin(ωt+2π/3),αsin(ωt-2π/3)
となって三つの振動相があるので「三相」なわけです。

三相交流はアースがありません。
これは、三相交流のそれぞれにアースがあったとして、
キチンと2π/3ずれているため、その電流の合計が0になる様になっているので
必要がないのです。

もうお分かりと思いますが、ＯＡ機器などをつなぐ電源は３つ穴がありますが、
二つの穴が単相の交流電源を流し一つはアースです。日本の交流は片方がアースですので、アース同士をつないでも問題は発生しません。
無論、アースじゃない方とつなげば漏電ですのでご注意ください。

ところで、片方がアースならばもう一つアースをつける必要が感じられないとおもいます。これにはアメリカの電気事情があります。
アメリカは単相交流で２００Ｖをつかっています。
しかし、家庭で２００Ｖが漏電すると危険なので、
各端子が１００Ｖで逆位相になっているため、
それぞれの端子とアースの間には高々１００Ｖしかからない様になっているわけです。
これが、アースが二つの線以外に必要になった原因です。

回答No.3

plussun

単相は１つの相、つまり１組で電力を供給する方式で、
３相は３フェーズとも言われ、３本の電線の組み合わせ（３通り）で
電力を供給する方式です。

一般的には単相は、１００ボルト（実効値）で、３相は２００ボルトです。
３相は、工業用に用いられることが多く、単に”動力”と呼ばれる事もあります。

電気の電圧の波は、１サイクルを３６０度で表されるのですが、
３相は、互いの電線の電圧の周期が１２０度づつずれていて、
モーターなどは単相より滑らかに廻ります。
これは例えばエンジンが単気筒か３気筒というふうに理解できると思います。

アースの件ですが、交流にアースという言葉は一般には用いません。
３相のアースは、洗濯機やエアコンのアースと同じ概念で、
漏電や静電気等を地表に逃がすためのものです。

回答No.1

ubon

パソコンの三つ足のコンセントのうちの１本はアースであり、
電源供給とは関係がありません。
それが証拠に、普通のコンセントから電源をとっても
パソコンは立派に動くじゃないですか(笑)。

家庭に来ている電源は単相交流と呼ばれるもので、
２本の線の中を電気が交互に行ったりきたりするものですね。
行ったりきたりの繰り返し(位相といいます)が、
丁度正反対なのが単相交流です。
配線は簡単なので家庭用で使われてますが、
必ず電気の流れない瞬間ができてしまうのが欠点といえば欠点です。

プラグの差込穴をよく見ると、大きさに大小があります。
いちおうこれのどちらかがアースになっているのですが、
たこ足配線なんかやると区別がつかなくなりますね(笑)。

三相交流は工場とかではごく普通に使われています。
プラグの形状も何種類かありますが、いずれにしても
３本が同じように並んでまして、ずれても支障はありません。
ただ、結線を間違えるとモーターが逆向きに回ったりしますが(笑)。
これは行ったりきたりの繰り返しが１／３周期ずつずれてます。
これは常に電流が流れることになるのと、
モーターを回したりするのが簡単なので、
よく工場などで使われているわけです。

相をたくさん増やすことはそんなに難しい話ではありません。
５相でも１０相でも好きなように作れます。ただ、実際問題として
そんなに線をたくさん引くのもたいへんですし、
実用になっているものは少ないと思います。