교류전력

5) 교류 회로  

4. 교류 전력

(1) 교류의 전력과 역률  (2) 피상 전력

   

(1) 교류의 전력과 역률              [맨위로]

[1] 저항 부하의 전력

① 교류 전력 : 순시 전력 p의 1주기에 대한 평균값. P=VI[W]

② 저항 부하인 경우 → 전압과 전류는 같은 위상

[2] 리액턴스 부하의 전력

① 콘덴서 부하인 경우 → 전압은 전류보다  π/2[rad] 만큼 뒤진다.

   

- 정전 에너지(

)로 축적되어도 소비되는 전력은 없다.

- 순시 전력 : p=VI sin 2ωt [VA]

- 평균 전력(1주기 평균값) P=0[W]

② 인덕턴스 부하인 경우 → 전압은 전류보다  π/2[rad] 만큼 빠르다.

   

- 전자 에너지(

)로 축적되어도 소비되는 전력은 없다.

- 순시 전력 : p=-VI sin 2ωt [VA]

- 평균 전력(1주기 평균값) P=0[W]

[3] 임피던스 부하(일반 부하)의 전력

   

① 순시 전력 : p=VI cos θ - VI cos(2ωt-θ) [VA]

② 평균 전력 : P=VI cos θ [W]

[4] 역률(power factor)

① 역률 : 전원에서 공급된 전력이 부하에서 유효하게 이용되는 비율로서 cos θ 로 나타낸 것. 0∼1(0∼100[%])

② R만의 회로의 역률 : 1

③ L만의 회로의 역률 : 0

④ C만의 회로의 역률 : 0

⑤ RC 직렬 회로의 역률 :

(2) 피상 전력               [맨위로]

[1] 피상 전력, 유효 전력, 무효 전력

   

① 피상 전력 : 교류의 부하 또는 전원의 용량을 표시하는 전력, 전원에서 공급되는 전력.

- 단위 : [VA]

- 피상 전력의 표현 : P_a=VI=I²Z [VA]

② 유효 전력 : 전원에서 공급되어 부하에서 유효하게 이용되는 전력, 전원에서 부하로 실제 소비되는 전력.

- 단위 : [W]

- 유효 전력의 표현 : P=VI cos θ=I² R [W]

③ 무효 전력 : 실제로는 아무런 일을 하지 않아 부하에서는 전력으로 이용될 수 없는 전력, 실제로 아무런 일도 할 수 없는 전력.

- 단위 : [Var]

- 무효 전력의 표현 : P_r=VI sin θ =I² X [Var]

④ 역률 : 피상 전력 중에서 유효전력으로 사용되는 비율.

- 역률의 표현 :

- 역률 개선 : 부하의 역률을 1에 가깝게 높이는 것.

- 역률 개선 방법 : 소자에 흐르는 전류의 위상이 소자에 걸리는 전압보다 앞서는 용량성 부하인 콘덴서를 부하에 첨가.

- 유효·무효·피상 전력 사이의 관계 :

[2] 전압과 전류의 유효 성분과 무효 성분

① 전류의 성분

- 유효 성분 : I_p=I cos θ [A]

- 무효 성분 : I_r=I sin θ [A]

② 전압의 성분

- 유효 성분 : V_p=V cos θ [V]

- 무효 성분 : V_r=V sin θ [V]

   

   

출처: <http://jojo.namoweb.net/elec-4/el-1-16.htm>