力率計算

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交流回路で想定出来る誘導負荷と、力率改善のための進相コンデンサ容量により力率を計算します。

分類 項目 備考
計算
条件
交流電圧V(V)
交流周波数F(Hz)
抵抗値(レジスタンス)R(Ω)
誘導係数(インダクタンス)L(H)  
 静電容量(キャパシタンス)C(F)  
抵抗 インピーダンスZrl(Ω)
(抵抗値R、誘導リアクタンスZL)
√(R2+Zl2
R、2πFL
容量リアクタンスZc(Ω) 1/2πFC
インピーダンスZ(Ω) 1/√(1/(R+Zl)+ωC
電流 皮相電流Irl(R、L分) V/Zrl
無効電流Il(誘導リアクタンス分) Irl*(Zl/√(R2+Zl
無効電流Ic(容量リアクタンス分) V/Zc
皮相電流I V/Z 
無効電流Ilc Il-Ic
有効電流IR  √(I-Ilc) 
電力 有効電力P(W) V*IR
無効電力Q(W) V*Ilc
皮相電力S(W、VA)) √(P+Q )、V*I
 - 力率 (P/S)*100
位相 cos-1(P/S)、sin-1(Q/S)、tan-1(Q/P)

力率とは、皮相電力と有効電力の割合で、モータなどの負荷(誘導性負荷)により、
電圧よりも電流が遅れている状態になります。
この状態では負荷により実際に使用される「有効電力」と、
消費されない「無効電力」が発生します。
電圧と電流の遅れによってロスを含んだ電力は「皮相電力」(見掛けの電力)で示します。
力率改善のために、進相コンデンサ(電圧より電流を進める)を使って
無効電力を減らす事が出来ます。


計算モデルは、交流電源の誘導性負荷に対して、
力率改善コンデンサを接続した回路を想定しております。
誘導性負荷に流れる皮相電流Irlの無効電流(Ilとします)とコンデンサCに流れる
無効電流Icの差を回路全体の無効電流(Il-Ic)とします。
回路全体のインピーダンスをZとした場合、皮相電流I=V/Z、有効電流Ir=√(I-Ilc
これにより皮相電力=V*Ir、無効電力=V*(IL-IC)、有効電力=V*Irで計算します。

h51602

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