大事な電力ファクター(力率)

交流電力を使う場合、あまり意識しない隠れたファクターとして「力率(りきりつ)」というものがある。英語で言うと「Power Factor」である。
これは何かと言うと、wikipediaでは、

  • 力率は、交流電力の効率に関して定義された値であり、皮相電力に対する有効電力の割合である。料金計算などの電力の管理では、パーセントで表される。

というよく分からない説明が出て来る。別のところでは、もう少しまともだが下記の様にやはりよく分からない説明。

  • 負荷である機器等に交流電圧Eを加えたとき、その機器に流れる交流電流Iの位相は、一般に電圧Eに対しφだけ進みまたは遅れる。具体的には負荷が純抵抗のときは位相差を生ぜず、コイル等の誘導性負荷のときはφだけ遅れ、コンデンサ等の容量性負荷のときはφだけ進む。電力Pは電流Iと電圧Eの積にその位相差の余弦(cosφ)を掛けたもの「P = E x I x cosφ」となる。このcosφ を力率という。

言ってみれば電気機器内にコイル(L)とかコンデンサー(C)があると、電力には虚数成分(i)が発生し、電力会社からすれば、ある電力しか使っていないことになっているのに、実は電流は一杯流れてそれ以上の「電流x電圧」を食っていることになる。
個々の電気製品で「力率」を改善することは非常に大事である。いままで、白熱電球は「L」とか「C」は無いので当然力率100%であるから無効電力は全く発生していなかった。蛍光灯でも回路の工夫で力率はほぼ100%。
しかし、小さな電球の中に電源回路をむりやり押し込め、直流変換の為のコイル成分の為に「遅れ」てしまうLED電球や電球型蛍光灯の場合には「力率」はかなり悲惨な値になったりする。
電力危機が叫ばれている中、LEDやCFLにすると消費電力が減ると思いきや、こういう所に落とし穴が在ったりするので注意が必要。
右上の図の場合、電流が電圧に対してφだけ遅れている。このため、電流x電圧(皮相電力)は電力(有効電力)と等しくならない。

by 阪口(上の図は阪口がPower Pointで作りました)