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電気工事士試験 · 学習ガイド

三相交流の電圧・電流・電力

三相交流とは

三相交流は、大きさと周波数が同じ三つの交流の位相を120度ずつずらして組み合わせた方式です。

エルくんが説明する三相交流。等しい長さの3本の矢印が同じ中心から120度ずつ離れ、位相差とモーターの回転を対応させた図。
考え方の例:三相交流は同じ周波数の三つの交流が120度ずつ位相をずらして組み合わされます。ここでは三つの位相の関係を、同じ中心から伸びる等しい長さの矢印で表しています。

モーターへ大きな電力を送る場面では三相交流が使われます。大きさと周波数が同じ三つの交流を、位相を120度ずつずらして組み合わせたものです。

三相交流の電圧・電流・電力
量・方式式・判断
平衡三相P√3×線間V×線I×cosφ
平衡三相S・QS=√3VI、Q=√3VIsinφ
抵抗から求めるP3×(相電流)²×R
Y結線相電圧線間電圧/√3
不平衡負荷相ごとに電流・電力を確認

基本の仕組み

基本の仕組みの図解。正方形の上段に3つの入力値を並べ、下向きの矢印で中央の「P=√3VIcosφ」へつなぐ。式の下に「√3×200×10×0.8≒2771W」から「約2.77kW」への右向き矢印を置き、最下部を仕切って結論を示す。
覚えること:平衡三相は線のV・Iと力率、×3不要

平衡三相負荷で線間電圧200V、線電流10A、力率0.8なら、有効電力は√3×200×10×0.8≒2771W、約2.77kWです。図の電圧と電流が「線」の値かを先に読みます。

平衡三相全体の有効電力はP=√3VIcosφです。三つの相の電力を合計した式なので、これにさらに3を掛ける必要はありません。

線間・相の値から三相電力へ

線間・相の値から三相電力への図解。正方形の中央に、上段「P=3×相電圧×相電流×力率」、下段「P=√3×線間電圧×線電流×力率」を等号で結ぶ計算盤を置き、上に「平衡三相」と明示する。下段の線間電圧・線電流の入力口から式へ矢印を向け、式の後に「さらに×3」を足さないことを小さな打ち消し線で示す。
覚えること:平衡三相は線間電圧×線電流×√3×力率

平衡三相ではP=3×相電圧×相電流×力率=√3×線間電圧×線電流×力率です。式に線間電圧と線電流を入れたあとでさらに3倍しません。単相負荷のP=VIcosφと区別します。

2026年上期出題例(問5)は、線間200VのY結線(各相R=8Ω・X=6Ω)で抵抗の電圧を問います。相インピーダンス10Ω、相電圧200/√3≒115.5V、線電流=相電流≒11.55A、抵抗の電圧は11.55×8≒92Vです。相電圧を200Vと読み誤らないようにします。

不平衡負荷では各相の電圧・電流が異なるので、平衡三相の√3式を無条件に使えません。結線と中性線の有無を図で読みます。

確認

確認の図解。左の「不平衡な負荷」から右の「平衡三相の式」へ向かう矢印の途中に、「条件未確認」の仕切りを置いて矢印を止める。エルくんが仕切りを操作する一場面に絞る。
覚えること:不平衡負荷に平衡三相式は条件確認必須

単相のVIcosφと混同しないことが重要です。また不平衡な負荷に、条件を確認せず平衡三相の式を当てはめることはできません。

試験に出る

  • 三相の有効電力P=√3VIcosφで、線間電圧と線電流を使う。
  • 平衡三相では3をさらに掛けない。
  • 単相のVIcosφとの違い。
  • 三相は位相を120度ずつずらした方式。
  • 不平衡負荷には平衡三相の式をそのまま当てはめない。
  • 三相電力は各相の抵抗からP=3I²R(Iは相電流)でも求められ、√3VIcosφと一致する。
  • Y結線で線間200V・各相R=8Ω、X=6Ωなら線電流約11.55A、抵抗の電圧約92V(2026年上期出題例 問5)。
  • 皮相電力S=√3VI、無効電力Q=√3VIsinφも線間電圧・線電流で表す。

重要な言葉

三相交流
位相を120度ずつずらした三つの交流を組み合わせた方式。
線間電圧
電源線と電源線の間に加わる電圧。
線電流
電源線を流れる電流。

確認問題

確かめよう他条件が同じで線電流が半分なら電力は?

半分。式の中で何が変わったかを一つずつ追うと判断できます。

平衡三相の有効電力はP=√3VIcosφで表し、3をさらに掛ける必要はない。

三相交流の三相の位相は、それぞれ90度ずつずれている。

平衡三相で線間電圧200V、線電流10A、力率0.8のときの有効電力はおよそ?

線間電圧200Vの平衡三相電源にY結線負荷(各相R=8Ω、X=6Ωの直列)をつないだ。抵抗の両端電圧はおよそ?

モーターへ大きな電力を送る場面ではが使われます。大きさと周波数が同じ三つの交流を、位相をずつずらして組み合わせたものです。

平衡三相負荷で線間電圧200V、線電流10A、力率0.8なら、有効電力は√3×200×10×0.8≒、約です。図の電圧と電流が「線」の値かを先に読みます。

平衡三相全体の有効電力はです。三つの相の電力を合計した式なので、これにさらに3を掛ける必要はありません。

単相のと混同しないことが重要です。またな負荷に、条件を確認せず平衡三相の式を当てはめることはできません。

出典・参考資料

試験の公式案内と、この記事の参考にした学習資料です。

編集:Pinternet Works · 更新日:

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