力率

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電力というものを考える上で基本となるのがA(アンペア)という単位で表す事のできる電気のそのもの強さ即ち「電流」と呼ばれているものと、V(ボルト)という単位で表す事のできる電気を流そうとする力即ち「電圧」と呼ばれているものです。通常電力はこの電流と電圧を掛け合わせたものとされていますが、実際には電力はこの電流と電圧が何らかの形で歯車が合わない事があり、そのズレの値の事を「力率」(りきりつ)と呼んでいます。ここではそのような「力率」について見てみたいと思います。

力率と皮相電力と有効電力と無効電力の関係

通常、発電所から送電されてくる電力は、「交流電圧」と呼ばれているものです。直流の場合、電力は単純に電圧と電流を掛ければ計算ができるのですが、交流の場合は電力の長さと向き(ベクトル)という概念が必要なのです。交流電圧の場合、電力を消費する装置や送電する装置を経由すると、電力のベクトルが変わってしまい、この電圧と電流との間にずれが生じます。

このズレを考慮しない電力を「皮相電力」(ひそうでんりょく)と言います。単位はVA(ボルトアンペア)です。しかし、実際はズレが生じてしまい、実際に電気として消費する電力はこれとは異なるものです。この実際の電力は「有効電力」(ゆうこうでんりょく)と呼ばれています。この皮相電力と有効電力の差こそが「力率」と呼ばれているもので、皮相電力=有効電力であったときの力率は「1」(100%)とします。仮に有効電力が全くない状態のものは「力率」は0とされます。力率が1なのが理想なのですが、物理学上はそうはいかないのです。通常は皮相電力≧有効電力というケースになります。

この有効電力にならなかった分は「無効電力」(むこうでんりょく)と呼ばれています。無効電力という名前からして単なる「ムダな電気」と捉えられがちですが、電気系統内の電圧維持などには不可欠とされ、どうしても必要な電気なのです。

電気代と力率の関係

実際に電気料金を支払う際に計算される電気代は皮相電力ではなく、有効電力の部分で計算されます。なので力率という概念は我々消費者にも身近なものなのです。

通常の電力会社から送られてくる交流電圧は、力率は約0.8~0.9前後です。なのでかなり高確率の仕事をしてくれます。

ただ家庭などに設置されている電圧器には皮相電力で消費電力が記載されていますので、その点は注意しましょう。

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