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THREE-PHASE CIRCUITS · INTERACTIVE LAB

YとΔ、「相」と「線」が見えてくる。

式を追う前に、測る場所と120°のずれを動かしてみよう。

平衡三相同じ抵抗が3個・正弦波
相

負荷1個に注目。
その両端の電圧・中を流れる電流。

線

外側の線に注目。
2本間の電圧・1本を流れる電流。

おすすめの順番まず「同じ」になる2つから。
結線
見る量

どこを測る?

相:負荷1個線:外側の線矢印=この瞬間の電流の向き

電源側の結線は省略。「相」は負荷側で考えます。図の角度は、交流の位相角ではありません。

Y結線 / 電流

分岐しないから、同じ。

外の線を流れた電流は、そのまま負荷1個に入ります。

波形全体の大きさ 〈実効値〉

線 ÷ 相 = 1
相電流 Iφ

5.77A

負荷 A–N の中
線電流 IL

5.77A

外側の線 A

この瞬間を拡大すると

瞬時値

60.0°
見どころへ移動学習用のスロー再生です。

TIME / 時間で見る

波形まで、ぴったり重なる。

縦のカーソルをクリック・ドラッグして、好きな瞬間へ。

PHASOR / 長さで見る

同じ矢印に、重なる。

相の矢印の長さを 1 にそろえて表示。

矢印の長さ=実効値の比。先端の上下方向の成分が、瞬時値の変化に対応します。

実験120°でなければ、どうなる?+

ここだけは、同じ長さの矢印2本の実験。上の三相回路とは独立しており、回路の120°は変わりません。

2本の開きを変えてみよう。

開きが0°なら先端は同じ位置。180°なら正反対。
では、120°では?

先端どうしの距離 1.732= √3

矢印は両方とも長さ1。距離 = 2 sin(開き ÷ 2)。

120°のとき距離² = 1² + 1² − 2 × 1 × 1 × cos 120° = 3だから、距離 = √3。
設定電圧・抵抗を変えて確かめる200 V / 20 Ω+
V
Ω

比べ方に注意:同じ線間電圧・同じ抵抗のまま結線を切り替えます。「YとΔで消費電力を同じにする等価変換」ではありません。設定を変えても、各結線の相と線の比は変わりません。

補足なぜ S = √3 VL IL は、YでもΔでも同じ?+

出発点は、1相分の皮相電力が VφIφ、それが3個あること。したがって、どちらも S = 3 VφIφ です。

Yは、電圧を換算する。

Vφ = VL / √3、 Iφ = IL

S = 3 × (VL / √3) × IL
= √3 VLIL

今の条件のY: VA

Δは、電流を換算する。

Vφ = VL、 Iφ = IL / √3

S = 3 × VL × (IL / √3)
= √3 VLIL

今の条件のΔ: VA

式が共通でも、同じ線間電圧・同じ抵抗なら消費電力は異なります。この教材は純抵抗負荷(力率1)のため、皮相電力S [VA] と有効電力P [W] の数値が一致します。

TAKEAWAY / 最後に残すこと

同じ場所なら「同じ」。120°ずれた2つの差なら「√3」。

平衡三相回路の実効値の関係
結線電圧電流回路で思い出す
YVL = √3 VφIL = Iφ電流は一本道。電圧は電位の差。
ΔVL = VφIL = √3 Iφ電圧は同じ両端。電流は分岐点での差。

V・I は実効値。L は線、φ は相を表します。定義・関係式の参考資料 ↓