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工事担任者DD第1種合格.com5.交流の定義、交流の電力

ここでは、細かい説明まではしていませんが、方程式などを覚えられるようにまとめてみました。噛み砕いて表現、解釈していますので、自己責任で参考にして下さい。


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●周波数と基本波

電池から抵抗に流れる電流は、方向も大きさも一定で、このような電流を直流(DC:Direct Current)といいます。

一般の家庭で使用されている電気は、交流(AC:Alternating Current)といいます。交流は流れる方向と大きさが時間の経過とともに周期的に変化します。このとき、1秒間に変化する回数を周波数[Hz]といいます。

きれいに波打っているのを正弦波、ひずんでいるのをひずみ波といいます。ひずみ波は、もっとも低い周波数f0の基本波と、周波数f0の2倍、3倍...の高調波が合成されたものをいいます。

●瞬時値、最大値、実効値、平均値

交流の大きさを表す値が、瞬時値、最大値、実効値、平均値です。ここでは、求める式だけを掲載しておきます。ちなみに最大値は周波数の波の高さEmです。

瞬時値e=Em sinωt[V] ω=角周波数

実効値I=Im/√2[A]

平均値Ia=2Im/π(パイ)[A]

交流波形のひずみの度合いをみる目安に波高率、波形率があり、正弦波交流の場合は、波高率約1.414、波形率約1.11となります。

●位相差

i1は、基準のiよりθ1だけ早く増減しているので、位相が進んでいる

i2は、基準のiよりθ1だけ遅く増減しているので、位相が遅れている

2つの交流のずれを位相差θといいます。位相差0の場合は、同相といいます。

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●力率

力率とは、負荷で消費される交流の電力(有効電力)は、電圧の実効値Eと電流の実効値Iの積に1より小さい係数をかけたもの

cosθ=P/E・I

●皮相電力

電圧の実効値Eと電流の実効値Iの積は、無効電力部分を含み、実際で消費される電力とは異なるため、皮相電力Ps[VA]と呼びます。

●有効電力、無効電力

皮相電力Ps=E・I[VA]

有効電力Ps=E・I・cosθ[W]

無効電力Pr=E・I・sinθ[var]

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