三相および単相回路の電力分配

電気回路内の電力分配は、住宅および産業エネルギー システムの基本的な側面です。住宅環境では単相電力が一般的ですが、重機のある産業環境では三相電力が標準です。各システムはそれぞれ異なり、利点があるため、電力分配と材料効率の基本原理を理解することが重要です。

単相電力分配:

単相回路は、家庭環境では一般的で、2 線式システムが使用されます。このシステムの電流は、負荷によって吸収される電力と線間電圧によって決まります:

抵抗による配線の電力損失は、電流の 2 乗に比例します:

ここで、R は配線の抵抗です。

三相電力分配:

産業環境で最も広く使用されているバランスの取れた三相システムです。このシステムでは、電流は 3 本のワイヤに分割され、同じ電力レベルの単相システムと比較して各ワイヤの電流が減少します。各相の電流と抵抗が同じであると仮定すると、総電力損失は各相の損失の合計になります。

ワイヤ サイズと材料消費:

両方のシステムで電力損失が同じ場合のワイヤ サイズを比較すると、電力損失を増やすことなく増加した電流を流すには、単相システムのワイヤの断面積は 三相システムの断面積よりも大きくなければなりません。具体的には、単相システムでは、三相システムの各相ワイヤの断面積の 2 倍の断面積のワイヤが必要です。つまり、単相システムでは、3 相システムと同じ電力負荷を処理するために断面積の大きいワイヤが必要になり、導電材料が約 33% 増加します。