単相と三相の違い｜100V・200Vと電気方式の使い分け

「100Vが単相で、200Vが三相」と思っていませんか。実は、単相と三相の違いは電圧ではなく、交流の波の数にあります。波が1組なら単相、時間をずらした波が3組なら三相です。

そのため、同じ200Vでも、単相200Vのエアコンと三相200Vのポンプは同じ回路につなげません。機器を選ぶときは、電圧だけでなく相数や周波数も見る必要があります。

この記事では、単相と三相の基本から、少し紛らわしい「線式」の読み方まで順番に整理します。照明やコンセント、モータにどう使い分けるのかも、身近な機器を例に見ていきましょう。

単相と三相の違いは交流の波の数

交流は、電圧と電流の向きが一定の周期で入れ替わる電気です。その変化を波として見ると、単相と三相の違いがつかみやすくなります。波を1組使うのが単相、同じ周波数の波を120度ずつずらして3組使うのが三相です。

単相は、照明や一般コンセント、家庭用の電気機器など、普段よく目にするところで使われています。一方の三相は、ポンプやファン、エレベーター、大型空調機など、主にモータを動かす設備で活躍します。

ただ、「小さい機器は単相、大きい機器は三相」と単純に分けられるわけではありません。空調機には単相200Vの製品も、三相200Vの製品もあります。迷ったときに頼りになるのは、機器の銘板やメーカーの仕様書です。

相数と線式は別に読む

「単相3線式」という名前は、前半と後半を分けると理解しやすくなります。「単相」は交流の組数、「3線式」は電線の本数です。単相なのに電線が3本あっても、矛盾ではありません。

同じ考え方で、三相3線式は3組の交流を3本の電線で送ります。三相4線式は、3本の相線に中性線を加えた方式です。ただし、どの電圧を取り出せるかは、変圧器の結線や二次電圧によって変わります。

単相3線式は3本で100Vと200Vを使う

単相3線式には、電圧線のL1・L2と、その間にある中性線Nの3本があります。L1とN、L2とNの間はそれぞれ100V、L1とL2の間は200Vです。

この仕組みのおかげで、100Vの照明やコンセントと、単相200VのエアコンやIH調理器を、同じ3本の幹線から分けて供給できます。

ただし、ここで取り出せる200Vはあくまで単相200Vです。数字が同じでも、三相200V用のモータは接続できません。

100V負荷はL1側とL2側へ分ける

分電盤では、100Vの回路をL1-N側とL2-N側に振り分けます。どちらか片側に負荷が集中すると電流の偏りが大きくなるので、盤負荷表を見ながら、なるべくバランスよく分けます。

200Vの機器はL1-L2間に接続します。回路の電圧変更やブレーカ交換には感電・火災の危険があるため、機器の仕様と配線を確認したうえで、有資格の電気工事業者が作業します。

三相3線式はモータを安定して回しやすい

三相3線式では、R・S・Tの3本を使って三相交流を送ります。3つの波が順番に強くなるため、モータを回す磁界を無理なく作れます。ポンプやファンの誘導電動機に三相がよく使われるのは、このためです。

建物では、電気の使い道を「電灯」と「動力」に分けることがよくあります。ここでいう電灯は、照明だけを指す言葉ではありません。照明やコンセントのほか、単相100V・単相200Vで使う機器をまとめた系統です。一方の動力は、主に三相200Vのモータを使う機器の系統です。

そのため、単相200VのエアコンやIH調理器は、200Vでも電灯側につながります。三相200Vのポンプやファン、大型空調機は動力側です。「光る機器が電灯、動く機器が動力」「100Vが電灯、200Vが動力」と分けるわけではありません。

同じ種類の設備でも、製品によって電気方式は変わります。エアコンにも単相200Vと三相200Vがあり、小型ポンプにも単相仕様があります。設備名ではなく、銘板や仕様書の相数と定格電圧を見て、電灯盤か動力盤かを決めます。

電灯盤と動力盤では役割が違う

電灯盤には、主に単相3線式100V・200Vが入ります。L1-NとL2-Nから100V、L1-L2から単相200Vを取り出し、照明、コンセント、単相機器へ送ります。

動力盤には、主に三相3線式200Vが入ります。ポンプやファンなどの三相モータへ電気を送り、必要に応じて電磁接触器、過負荷保護装置、インバータなどで運転を制御します。

なお、低圧で受電する店舗や小規模事務所では、単相機器用の電灯契約と三相機器用の動力契約を分け、引込線や計量器も別になることがあります。一方、高圧受電の建物では、建物全体で受電した電気を構内の変圧器で電灯用と動力用に分けます。この場合の電灯・動力は、契約の名前というより建物内の配電系統を表す言葉です。契約方法は電力会社や料金メニューによって異なるため、実案件では供給条件を確認します。

2本を入れ替えるとモータの回転方向が変わる

三相モータは、R・S・Tのうち2本を入れ替えると、相の順番が逆になり、回転方向も反対になります。

ポンプやファンが逆向きに回ると、必要な流量が出ないことがあります。そこで試運転では、実際の回転方向まで確認します。向きが違っていた場合は、電源を切ってから有資格者が相順を直します。

機器銘板で相数・電圧・周波数を確認する

電源回路を決めるときは、まず機器の銘板やメーカー仕様書を見ます。確認したいのは「相」「定格電圧」「周波数」の3つです。「200V」と書いてあるだけでは、単相か三相かまでは分かりません。

空調・衛生の機器表を電気担当へ渡すときは、出力kWだけでは情報が足りません。相数、電圧、周波数、定格入力、定格電流、始動方式まで記載します。途中で型番が変わったら、機器表だけでなく盤負荷表と単線結線図も忘れずに更新します。

単相と三相で間違えやすいポイント

200Vだけを見て相数を決める

単相200Vと三相200Vでは、接続する回路が違います。機器表に「200V」としか書かれていなければ、その情報だけで決めず、メーカー仕様書で単相か三相かを確かめます。

単相3線式の「3」を相の数だと思う

単相3線式の「3」は、相の数ではなく電線の本数です。交流は単相のまま、L1・N・L2の3本から100Vと200Vを取り出します。

設備名だけで電灯盤・動力盤を決める

空調機や給湯器、ポンプには、単相の製品も三相の製品もあります。「ポンプは動力」「200Vは動力」と決めつけず、銘板にある相数・定格電圧・周波数を見て回路を選びます。

単相3線式は中性線欠相に注意する

単相3線式で特に気をつけたいのが、中性線Nの断線や接触不良です。中性線がつながらなくなると、L1側とL2側の100V機器が、200Vにつながる直列回路のような状態になります。

このとき、両側の負荷が同じでなければ、電圧は100Vずつには分かれません。負荷の軽い側に100Vを超える電圧がかかり、機器が壊れたり焼損したりするおそれがあります。

こうした事故を防ぐため、主幹には回路に合った単3中性線欠相保護付ブレーカを選びます。中性線の端子の締付けや接続方法、保護機能については、メーカー仕様書と最新版の内線規程で確認します。

住宅の屋内電路は対地電圧150V以下が原則

経済産業省の「電気設備の技術基準の解釈」第143条では、住宅の屋内電路の対地電圧を原則150V以下としています。単相3線式は、L1-L2間で200Vを使いながら、各電圧線の対地電圧を100Vにできる方式です。

対地電圧150Vを超え300V以下の回路にも例外規定がありますが、専用分岐回路や漏電遮断器などの条件があります。実案件では最新条文、機器仕様、施工方法を電気設備設計者と電気工事業者が確認します。

建築設備士試験対策｜具体的な学習内容

建築設備士試験では、「単相とは何か」「三相とは何か」を覚えるだけでは足りません。問題に示された回路を読み、電流、遮断器、ケーブルまで判断できるようにしておく必要があります。

たとえば、第一次試験の令和7年「建築設備」の公式問題では、三相3線式6.6kVの受電設備について、変圧器容量から最大負荷電流を求める問題が出ています。ここでは、三相の皮相電力を「電圧×電流×√3」で表すことがポイントです。単相用の式と混同しないようにしましょう。

第二次試験の令和3年「電気設備」では、単相3線式100V/200Vの照明・コンセント回路から、遮断器の定格電流とケーブル断面積を求めます。各区間の負荷電流を計算し、許容電流と電圧降下の両方を満たすケーブルを選ぶ、という流れです。

問題を解くときは、まず「単相3線式」「三相3線式」「線間電圧」「対地電圧」に印を付けるのがおすすめです。単相用の式か三相用の式かを先に決めてから数字を入れると、√3の入れ忘れや100V・200Vの取り違えを防ぎやすくなります。

電気方式を決める確認チェックリスト

まとめ｜200Vだけで単相・三相を判断しない

単相と三相を見分ける基準は、100Vか200Vかではなく、交流の波が何組あるかです。単相は照明やコンセント、単相機器に、三相はポンプやファンなどの三相モータによく使われます。

単相3線式なら、L1-NとL2-Nから100V、L1-L2から単相200Vを取り出せます。ただし、単相200Vと三相200Vは、数字が同じでも別の電源です。

どの回路につなぐか迷ったら、銘板や仕様書の相数、定格電圧、周波数を確認してください。設備名や電圧だけで決めず、確認した内容を盤負荷表と単線結線図にも反映しておけば、設計から施工までの行き違いを減らせます。

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参考・出典

• 電気事業法 告示・内規等｜経済産業省
• 単相3線式(単3・1Φ3W)の意味｜Panasonic
• 単3中性線欠相の意味｜Panasonic
• 定格電圧の100/200Vと100-200Vの意味の違い｜Panasonic
• 電気の契約が2つ（従量電灯と低圧電力）あるのはなぜ？｜東京電力
• 建築設備士試験 過去の試験問題等｜建築技術教育普及センター