⚡ 電力計算機

電力は回路が電気エネルギーを伝達する速度です。DC回路では電力は単純に P = V × I(電圧 × 電流)で,ワット(W)で測定されます。リアクタンス成分(インダクタとコンデンサ)を含むAC回路では状況がより複雑です。有用な仕事をせずに電源とリアクタンス成分の間を行き来するエネルギーが存在します。これにより3種類の電力が生じます。有効電力 P(ワット,実際の仕事をするエネルギー),無効電力 Q(VAR,行き来するエネルギー),皮相電力 S(VA,PとQのベクトル和)です。

電力三角形では,S² = P² + Q² が成り立ちます。力率 cos(φ) = P/S は電力伝達の効率を表します。

DC回路: P = V × I, P = I²R, P = V²/R はすべて等価です。RMS値と位相角φを使用するAC回路では以下のようになります。

消費電力エネルギーは Energy = P × t で, ワット時(Wh) またはキロワット時(kWh)で測定されます。100 Wの電球10時間使用で1000 Wh = 1 kWhのエネルギーを消費します。

1. 回路タイプを選択: DC または AC。
2. 電圧(V)と電流(I)を入力します。
3. ACの場合, 力率(PF = cos φ, 0から1)を入力します。
4. 計算をクリックして有効電力, 皮相電力, 無効電力を取得します。
5. 指定の稼働時間に対する消費エネルギーを確認します。

ワット(W)とボルトアンペア(VA)の違いは何ですか?

ワットは有効電力,つまり加熱,照明,機械運動などの有用な仕事をするエネルギーを測定します。VAは皮相電力,つまり電源が供給しなければならない全電力(戻ってくる無効電力を含む)を測定します。抵抗性負荷(PF=1)では W = VA です。PF=0.8のモーターでは1000 VA負荷で800 Wの有効仕事しか得られません。

良い力率とはどのくらいですか?

PF = 1.0(純抵抗性)が理想的です。電力会社は通常産業ユーザーにPF ≥ 0.9の維持を要求します。0.85未満は不良と見なされ,ペナルティ料金が発生する可能性があります。誘導性負荷による低力率の補正にはコンデンサバンクや同期調相機が使用されます。

電力から電気代を計算するには?

エネルギー(kWh) = 電力(W) × 時間(h) / 1000。料金 = エネルギー × 単価($/kWh)。1500 Wヒーターを1日4時間,30日間,$0.12/kWhで使用すると 1500 × 4 × 30 / 1000 × $0.12 = $21.60です。

無効電力とは何ですか?無駄ですか?

無効電力(VAR)は電源とインダクタ/コンデンサの間を行き来するエネルギーで,有用な仕事をしません。電力量請求書(有効電力を測定)には現れませんが,送電網に負荷をかけます。太い電線,大きな変圧器,より大きな発電容量が必要になります。電力会社は産業ユーザーにエネルギー(kWh)と需要/皮相電力(kVA)の両方を請求します。

力率は1を超えることができますか?

いいえ。PF = cos(φ)なので0から1の範囲です。PF = 0は純リアクタンス(有効電力ゼロ),PF = 1は純抵抗(皮相電力がすべて有効電力)を意味します。負荷が発電する場合(太陽光インバータが系統に逆潮流するなど)は負の力率も可能です。

三相電力は単相とどう違いますか?

平衡三相システムでは総電力 = √3 × V_line × I_line × PF です。V_lineとI_lineは線間電圧と線電流です。三相はより滑らかに電力を供給し(リップルが少ない),同じ電力レベルに対してより少ない導体材料で済むため,産業用アプリケーションの標準です。

力率改善は産業用電力消費者にとって重要です。誘導性負荷(モーター,変圧器)に並列コンデンサを追加することでPFを0.7から0.95に向上させ,皮相電力を削減して電力会社の需要課金を減らせます。UPSや発電機はVAで定格表示されます。力率に関わらず全皮相電力を供給する必要があるからです。PF = 0.6の1000 VA UPSは600 Wの有効電力しか供給できません。マルチメータで電力を測定する場合,安価なメーターはRMS電圧と電流を別々に測定し皮相電力(V×I)を計算します。位相測定を含む真の電力計のみが有効電力を読み取れます。三相システムの総電力は P = √3 × V_line × I_line × PF です(平衡負荷の場合)。家庭の電力メーターは課金用のkWhを計算するため,有効電力を時間積分します。