No.2
- 回答日時:
その説明で良いと思います。
ところで、学校か何かの先生ですか?
>その理由を答えるのに困っています
そうであれば、教える相手にもそれなりの知識があるでしょうから、RLCの近似回路
(RLの直列とCの並列回路)を示して、直流(周波数f=0)においては無効分が発生
しないことを説明した方が良さそうに思いますが。
No.3ベストアンサー
- 回答日時:
電力は電流x電圧ですね。
交流の電力をどうやって求めるのでしょうか?
交流電圧はe=Esinωt
つまり周波数ωのサインカーブです。
交流電流はi=Isin(ωt-φ)
で表現され、これも周波数がωのサインカーブですが電圧と電流との間には位相差φがあります。
もし位相差が0(同相)であれば、電流と電圧の積(電力)は
p =e x i = EI (sinωt)^2 (2乗)
になり、これは周波数が2ωのサイン関数になります。
ここまでの議論は瞬間の値です。
電力は一定時間たとえば1秒とか1時間とかに仕事をどれだけするかを考えます。
上記のpを1周期にわたって積分すると電力が求まります。
これが交流の有効電力で、正の値をとります。
これは上記の積が1周期のあいだじゅう常に正の値になるためです。
もし位相差があると上記の積は1周期の間に正の値をとることもあれば負の値を取ることもあり、1周期を積分すると位相差が0のときと比べて少ない値になります。
位相差0が最大で位相差が増えるにしたがって有効電力は減っていき、位相差90度で有効電力は0になります。
無効電力は電流が流れているのに仕事をしない電力という意味です。位相差0で無効電力が0、位相差90度で最大になるように計算します。
(大学課程の電気工学ではそこはSinを使って演算することになりますが、式による説明は省き、定性的な説明をしています)
直流の場合、周波数は無いので位相差も無く、電流と電圧の積はつねに正の値をとります。
つまり説明のポイントは、「瞬時の電力」と「瞬時電力を1周期にわたって積分した電力」を区別した上で説明すればよいことになります。
式と図の説明が必要であればこちらをご覧ください
参考URL:http://www.yokogawa.co.jp/tm/TI/keimame/power/
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