力率計算機

力率は、交流負荷に供給されるボルトアンペアが、どの程度有用な有効電力に変換されるかを表します。ワットで表す有効電力と、ボルトアンペアで表す皮相電力の比です。ここで扱う単相測定では、皮相電力は実効電圧と実効電流の積になります。測定した有効電力をこの積で割ると、ゼロから一までの無次元の力率が得られます。一に近い値は、供給電流の大部分が実際の仕事や熱に寄与していることを示します。 誘導性負荷や容量性負荷では、電圧に対して電流の位相がずれることがあります。モーター、変圧器、蛍光灯、軽負荷の電源は、一般に無効電流を流します。この電流は一周期全体では正味のエネルギーを供給しませんが、導体や変圧器の負担を増やします。本計算機は電力三角形を使い、皮相電力の二乗から有効電力の二乗を引いた値の平方根を無効電力として求めます。また、力率の逆余弦から位相角の大きさを計算します。 120 ボルトの負荷に 10 アンペアが流れ、960 ワットを消費する例を考えます。皮相電力は 1,200 ボルトアンペアなので、力率は 0.8 です。無効電力は 720 バール、位相角の大きさは約 36.87 度になります。これらの値は位相関係の大きさを示しますが、電流が進んでいるか遅れているかは判別できません。その区別には、負荷が主に容量性か誘導性かを知る必要があります。 本計算機は単相回路向けです。平衡三相システムの皮相電力は、三の平方根と線間電圧と線電流の積です。三相の線間測定値に単相の式をそのまま適用すると、結果は誤ります。また、ひずみ波形では真の有効電力と真の実効値を測れる計器が必要です。変位力率だけでは高調波ひずみを含められないためです。 力率改善では、誘導性負荷の近くにコンデンサを設置して無効電力の需要を相殺するのが一般的です。電流、電圧降下、損失、電力会社のデマンド料金を抑えられますが、設備の容量は系統電圧、高調波、開閉時の過渡現象、共振を考慮して決める必要があります。力率一を越える過補償は、この単純な比では表せず、通常は望ましくありません。 同じ運転条件で同時に取得した測定値を使用してください。本計算機が用いる理想的な関係では、有効電力は皮相電力を超えられないため、範囲外の入力は受け付けません。料金の検討、産業用コンデンサバンク、発電機、安全上重要な電気設計には、有資格者、校正済みの電力アナライザ、設備に適用される規格を利用してください。