電験三種 三相交流の解き方｜Y結線・Δ結線・力率の判断順

三相交流では、Y結線とΔ結線、線間電圧と相電圧、線電流と相電流、力率が一つの問題に出てきます。公式を覚えていても、どの値を代入するか分からず止まりやすい分野です。

三相交流は、いきなり三相電力の公式へ入らず、結線 → 電圧・電流の名前 → 求める電力 → 力率の順で確認します。

結論：公式を使う前に4段階で整理する

1. Y結線かΔ結線か確認する
2. 与えられた値が線間・相のどちらか確認する
3. 求めるものが電圧、電流、皮相電力、有効電力のどれか決める
4. 有効電力を求める場合に力率を確認する

ルート3や力率を反射的に入れるのではなく、問題文の条件から必要性を判断します。

Y結線とΔ結線の基本関係

結線	電圧の関係	電流の関係
Y結線	線間電圧 = √3 × 相電圧	線電流 = 相電流
Δ結線	線間電圧 = 相電圧	線電流 = √3 × 相電流

Y結線では電圧側、Δ結線では電流側にルート3が出ます。ただし、丸暗記だけで代入せず、問題文が線間と相のどちらを示しているかを必ず確認します。

数値の前に名前をそろえる

途中式で単にVやIと書くと、線間電圧と相電圧を取り違えやすくなります。最初の行では、線間電圧、相電圧、線電流、相電流まで書きます。

値の名前がそろってから、結線の関係式を使います。

三相電力は最後に使う

線間電圧V_Lと線電流I_Lを使う三相の有効電力は、次の関係で整理します。

P = √3 × V_L × I_L × cosφ

ここで、cosφは力率です。皮相電力を求めるのか、有効電力を求めるのかで、力率を使うかどうかが変わります。

力率を使う前に電力の種類を確認する

求める量	主な単位	力率の扱い
皮相電力	VA、kVA	力率を掛ける前の大きさ
有効電力	W、kW	力率を反映する
無効電力	var、kvar	電力三角形や位相差で整理する

問題文に力率が書かれていても、必ず使うとは限りません。何を求める問題かを先に決めます。

過去問での解答手順

1. 結線を確認する
2. 与えられた電圧と電流へ線間または相と書く
3. 求める量と単位を確認する
4. 必要ならY・Δの関係で値を変換する
5. 三相電力の式へ入る
6. 有効電力なら力率を確認する
7. 単位と選択肢の桁を見直す

この順番を固定すると、ルート3を付ける場所と力率を掛ける場面を分けられます。

よくある間違い

• Y結線とΔ結線の関係を逆にする
• 線間電圧と相電圧を同じ値として扱う
• 皮相電力へ不要な力率を掛ける
• 有効電力なのに力率を入れ忘れる
• WとkW、VAとkVAをそろえない

力率そのものの問題は力率問題の見分け方で確認してください。

まとめ

• 三相交流は、結線、電圧・電流、電力、力率の順で見る
• Y結線は電圧側、Δ結線は電流側のルート3を確認する
• 数値の前に線間・相の名前をそろえる
• 三相電力の公式は条件整理の後に使う
• 力率は有効電力を求める場面か確認してから使う

カコトレで三相交流の問題を解くときも、解説を見る前に4段階を書き出してみてください。