三相交流
三相交流による送電は、単相交流によるものと比較し以下のような利点がある。
電線一本あたりの送電電力が大きい。
同じ送電電力ならば、電線の質量を低減できる。
三相交流から単相交流を取り出すことができる。
三相交流からは回転磁界を容易に得られる。(かご形三相誘導電動機)
3、4が正しいことは明らかである。しかし1、2が本当に正しいかどうかは、すぐにはわからない。ここでは1、2となる理由について解説する。
電線材料の密度を σ [ kg / cm 3 ] {\displaystyle \sigma [{\text{kg}}/{\text{cm}}^{3}]} とする。単相二線式の全電線重量を W 1 [ kg ] {\displaystyle W_{1}[{\text{kg}}]} 、三相三線式の全電線質量を W 3 [ kg ] {\displaystyle W_{3}[{\text{kg}}]} とすると
W 1 = 2 σ A 1 l × 10 5 W 3 = 3 σ A 3 l × 10 5 {\displaystyle {\begin{aligned}W_{1}&=2\sigma A_{1}l\times 10^{5}\\W_{3}&=3\sigma A_{3}l\times 10^{5}\\\end{aligned}}}
となるから、重量比は
W 3 W 1 = 3 σ A 3 l × 10 5 2 σ A 1 l × 10 5 = 3 A 3 2 A 1 = 3 2 × 1 2 = 3 4 {\displaystyle {\frac {W_{3}}{W_{1}}}={\frac {3\sigma A_{3}l\times 10^{5}}{2\sigma A_{1}l\times 10^{5}}}={\frac {3A_{3}}{2A_{1}}}={\frac {3}{2}}\times {\frac {1}{2}}={\frac {3}{4}}}
と求まる。同一条件の場合、三相三線式で送電したほうが単相二線式で送電するよりも、75%の電線重量で済むことが示された。