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単相、三相交流
送電の話でよく三相交流は単相交流にわけられ、効率がよく、単相交流より安価であると、書かれているのですが、なぜそうなるのかがわかりません。また、安価についてはほかのページで安価になる理由は、電線の終わりを三本結べば電流が流れなくなり、帰りの電線が不要で電線が半分ですむからというものがありましたが、ただそれだけなのですか？よろしくおねがいします。
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送電に限って説明します。送電の際に重要な事は、 １）送電線の銅線抵抗によるロス ２）異常電圧による絶縁破壊 ３）送電事故の際の保護 ４）無線通信機に与える雑音の低減 １、は電流に比例しますから同じ電力を送電する際に一本の送電線に流れる電流を下げれば良いわけです。その為には送電電圧を上げるか、相数を増やしてやれば良いわけです。 ３相にする事により一本あたりの電流は0.58（√３分の１）となります。東京電力の例では原発１基分の電力が失われていると言われています。 ２、は送電線のインダクタンスと対地間容量による共振で発生します。特に電圧印加時や急激な電流変化が発生した際に発生し、特に送電先が無負荷の際は送電元電圧の数倍に達する事があります。よって、３相にする事により送電電圧を下げる事が可能です。その分絶縁体の耐圧を下げることができます。 ３、はちょっと難しいのですが、中性点の接地が可能と言う事です。変圧器をＹ字に接続した際の中心が中性点でそこを接地する事により大地からの電圧が安定します。 ４、は負荷が不均一になった際、循環電流が３本の電線内で収まり、大地を流れる電流が無いため無線通信妨害が少なくなります。 その他、変圧器の巻線あたりの電圧が低く出来る事や、同じ変圧器を３台使うので保守用の変圧器の数を減らせるとかと言われていますが、最近ではそれぞれに対応した設計を行なっておりますのでどうでしょうか。 実は送電は奥が深く、それだけで研究材料になり、今回の回答も必ずしも真ではありませんが、分かりやすくする為に一部省いています。 では、なぜ４相とか６相とかにしないのか。 これはコストと関係し、３相で送る事が最もコスト安となる為です。 送電損失を下げるため最近では直流送電も実用化されています。
お礼
とても詳しく回答していただきありがとうございました。参考にさせていただきます。