역률 개념

역률의 개념

1) 역률이란 유효전력(kW) 과 피상전력의 비를 말한다. 그런데 역률은 부하의 종류에따라 다르다.

유효전력 : 실제 작업량에 적용되는 전기량으로서 부하에게 유효하게 적용되는 전력을 나타낸다. P = VICosθ[W] 피상전력 : 역률을 고려하지 않은 단지 전압과 전류의 실효치를 곱한것으로 발전기, 변압기 및 케이블의 정격 또는 용량을 나타낸다. Pa = VI[VA] 무효전력 : 회로에 흐르는 전류 I(A) 중에서 전압과의 위상차가 π/2[VA]인 성분 ISinθ와 전압V와의 곱은 코일이나 콘덴서에 저장되었다가 다시 전원으로 되돌려지기만 하고 전력으로 이동되지 않으므로 이것을 무효전력이라 한다. Pr = VISinθ[Var]

2) 모터, 형광등, 용접기등의 부하에 흐르는 전류는 모두가 유효한 전력으로 변환되는 것은 아니다. 이것은 전압에 대하여 흐르는 전류가 늦어지기 때문에 생기는 현상에 기인한 것이다. 이러한 현상은 그림과 같이 물체를 움직이는 힘의 방향에 예를들수 있다. 그림 1-1은 움직이는 방향과 힘의 방향이 일치하고 있으므로 가한힘(전류)의 100%가 유효하게 작용한다.

[그림1-1]

그림 1-2는 움직이는 방향과 힘의 방향이 엇갈린(각도Θ)이 있으므로 가한힘의 일부가 유효하게 작용하지 않는다.

[그림1-2]

그림 1-2의 경우 효율은 유효한힘(B) / 가한힘 (A) = CosΘ

3) 교류의 전기부하에 흐르는 전류에 대해서도 위와 같은 관계가 성립된다. 그림 1-3과 같이 전압과의 엇갈림을 Θ(전기적인 각도)로 할 경우 흐르는 전류(A)(피상전류), 유효전류(B), 무효전류(C)의 관계는

즉, 가한힘(A)에는 물체를 움직이는 유효한힘(B)과 무효한힘(C)가 포함되어 있다고 생각 할 수 있다. 이 경우 움직이는 방향과 엇갈림(각도Θ)이 적을수록 유효한힘(B)의 비율이 크게되어 방향의 엇갈림이 없을때(Θ=0)에는 효율이 최대가 되어 무효한힘(C)는 0이된다.