単相交流と三相交流の比較について

質問

交流には一般的に単相交流と三相交流が利用されていると思いますが、
それぞれどのような利点があるのでしょうか。

とある参考書には、発電機や電動機が小さくできるとあったのですが、なぜ三相交流の方が小さくできるのでしょうか？

回答No.4

foobar · ベストアンサー

三相交流のメリット
1.（電力の脈動が無いこととも関係していますが）120度ずつ傾けたコイルと組み合わせて、回転磁界を作れる。結果、電動機や発電機との相性がいい。
単相だと、交バン磁界になって、回転磁界にはなりません。

2. 電力の脈動が無い。

3. 蛍光灯や水銀灯などの放電管では、一周期に2度点滅しています。
単相だと、たとえば関東だと毎秒100回の点滅になります。人によってはこれが気になることもあるようです。
三相を使って3本の放電管をつけると、点滅のタイミングがずれて、毎秒300回になり、点滅が目立たなくなります。

4.　三相三線で電力を送ると、電線あたりの送電容量が大きくなる。
たとえば、線間電圧V,線電流Iとすると、
単相だと、二本の線でVIの電力（線一本あたりVI/2=0.5VI）
三相三線だと3本の線で√３VI（一本あたりVI/√3=0.57VIとなって、単相より15%ほど増えます)

といったあたりがよく言われているメリットかと思います。

お礼

ありがとうございます。
いつもすみません。

回答No.3

foobar

とりあえず、電圧、電流に歪みはなく、三相は対称三相とします。
三相だと瞬時電力(vaia+vbib+vcic)を一定にできます。
これに対して、単相だと瞬時電力は必ず脈動します。
結果、単相ではモータや発電機にトルク脈動が必ず発生します。（トルクのピークは平均トルクの2倍かな）
また、平均電力は、三相の場合√3VI(V:線間電圧、I：線電流）に対し、単相はVIと同じ電圧、電流だと三相の方が電力を多く送れます。発電機や電動機の大きさは、概ね電圧＊電流に比例します。
結果として三相の方が出力の割に小型に作ることができるかと思います。

お礼

詳しい内容の御回答ありがとうございます。
質問の意図がわかりにくく申し訳ございません。

電気の勉強をしているのですが、一般的に単相交流と比較をしたときの三相交流の利点はなにかということを調べておりました。

回答No.2

debukuro

単相で三回戦送電するには６本の電線が必要ですが三相なら３本で送電できます。
三相単相には直接関係ありませんが三相は高い電圧で給電するので電線は細くてすみます。
同じ電力を送るのに電圧を２倍にすると電線は半分の断面積ですみます。

お礼

ありがとうございます。
答えいにくい質問で申し訳ありませんでした。

回答No.1

debukuro

発電機は電気子コイルの中で界磁が回転する構造です。
発生電力は界磁の強さと回転する速さで決まります。
単相は電気子コイルが一つです。
これを三つにすると三倍の電力が取り出せます。
ただし回転させるために必要な力は三倍になります。
発電機の大きさは２倍くらいになりますが取り出せる電力は三倍になるのです。

三相交流は１２０度の角度に取り付けた三つのコイルが順番に発電するので三つのコイルを１２０度の角度で取り付けて三相の電源に繋ぐと回転する磁界が得られます。
その中に回転子を置くとモーターになります。
単相だとコイルは一つなので回転する磁界を得るにはそのための装置を別に用意しなければなりません。

このように三相だと設備が簡単になることがあるのです。

お礼

ありがとうございます。
そのほかに三相交流の利点はありますでしょうか。
やはり、配線を簡略化できることでしょうか・・・