力率の遅れと進み




力率は 「遅れと進み」 があります。
「遅れ力率」とか「進み力率」といいます。

しかし、「遅れ力率」や「進み力率」とは「何を基準」にしたものなのでしょうか?

■「力率の遅れ」や「力率の進み」というのは、電圧から見た 電流の位相差 のことをいいます。

ここでは、力率の遅れと進みについて説明します。

力率の遅れと進み

交流回路に接続されたインピーダンスの大きさが 誘導性リアクタンス の場合は 「遅れ力率」になり、インピーダンスの大きさが 容量性リアクタンス の場合は「進み力率」になるという説明はよく見ます。

次のような交流回路で考えてみます。

交流電源 \(E\) と負荷に生じる電圧 \(V\) は

\(E=V\) の関係です。

  • 電源電圧 \(E\) は負荷によって変化しません。
  • 電流 \(I\) は負荷のインピーダンスにより、位相が変化します。
  • 電流 \(I\) の位相は負荷により、遅れたり進んだりします。

■ 遅れ力率とは

電圧から見て電流の位相が 遅れている ときの力率をいいます。

■ 進み力率とは

電圧から見て電流の位相が 進んでいる ときの力率をいいます。

「力率の遅れ」や「力率の進み」は
電圧から見た 電流の位相差 のことをいいます。
リアクタンスについては次の記事が参考になります。
■関連記事■ 交流回路のリアクタンスとは

遅れ力率

図のような交流回路で、「誘導性リアクタンス」が「容量性リアクタンス」より大きいときに 誘導性負荷 になります。

遅れ力率のときの電圧と電流の関係

誘導性負荷のときの電圧と電流を見ると、図のように電流が電圧より遅れます。
位相のグラフを描く時は、「反時計方向」 に円運動をするときを 「正」 として描きます。

• 電圧 \(V\) を基準にしてベクトルを描くと、位相がわかりやすくなります。

• 一般的には、電圧と電流のベクトルを描く時は次のように描くことが多いようです。

進み力率

図のような交流回路で、「容量性リアクタンス」が「誘導性リアクタンス」より大きいときに 容量性負荷 になります。

進み力率のときの電圧と電流の関係

容量性負荷のときの電圧と電流を見ると、図のように電流が電圧より進みます。

• 電圧 \(V\) を基準にしてベクトルを描くと、位相がわかりやすくなります。

• 一般的には、電圧と電流のベクトルを描く時は次のように描くことが多いようです。
\((V_L-V_C)\) はマイナスになります。

力率の遅れや進みについて

力率の遅れや進みについて考える時、電圧を基準にして考えるのはなぜでしょうか。

次の図のような交流回路で見ると
• 負荷が変化しても、電圧 \(E=V\) は一定です。
• 一方で、電流 \(I\) は負荷(力率)によって変化します。

このことから、電圧を基準に見たほうが良いと言うことになります。

力率が問題になるのは需要家より送電側です。

力率が悪いと送電側では、無駄な電力を送らなければなりませんので効率が悪くなります。

以上で「力率の遅れと進み」の説明を終わります。