電気のことはまったく素人ですが、仕事でコンデンサに関わることがあり勉強中です。

進相コンデンサが、無効電力を打ち消し、力率改善に繋がることは理解できましたが、以下3点がわかりません。できるだけわかりやすく教えてください。
(1)進相できる理由は?いったん蓄えた電気を放出するから?放出するとなぜ進相するのか
(2)必要に応じて接続,断路するそうですが、蓄えるのはいつ行うのか
(3)変圧器などは無効電力などが遅れ位相となるそうですが、なぜ遅れるのか?
 磁力線に変換するために遅れるとしても、なぜ90度なのか?

あまりにも基本すぎるのか、高電圧工学などの本を見てもよくわかりません。
恥ずかしながら教えていただけると助かります。よろしくお願いします。

A 回答 (4件)

#2さんに少し補足します。



Q=C・V から 、i=dQ/dt=C・dV/dt になるのですが、電源の Vとしては正弦波を前提としていますので、V=sin(ωt) となります。
したがって、i = dV/dt = sin(ωt)/dt = ω・cos(ωt) です。
整理すると i = ω・C・cos(ωt) = ω・C・sin(ωt + π/4) です。
V=sin(ωt)にたいしてπ/4つまり90度位相が進むことになります。

コイルの場合は v=Ldψ/dt=Ldi/dt ですが、今度は積分が必要です。
∫Vdt = ∫sin(ωt)dt = L∫di/dt 両辺を積分すると
-cos(ωt)/ω = L・ i なので、i = -cos(ωt)/(ω ・L) = sin(ωt - π/4) /(ω ・L)です。
今度は90度位相が遅れます。

インピーダンスをコイルは jωL、 コンデンサは 1/(jωC) で表すと一々微分や積分を使う必要が無いので計算が楽になります。
    • good
    • 0
この回答へのお礼

なるほど!
遅れ、進み位相とも90度であることが理解できました。
ご丁寧な回答ありがとうございました。
まだまだ勉強不足ですので、また質問するかもしれません。
その際はどうぞよろしくお願い致します。

お礼日時:2011/04/13 22:37

(1) 直流で考えると分かり易いと思います。


直流では、電圧を掛けた瞬間に一番電流が流れます。
それは、コンデンサに蓄電する機能がある為で、段々と蓄電されるにつれて電流値は下がっていきます。
この為交流では、電圧+側になった瞬間に電流値が最大となり、電圧側がーになった瞬間に電流値は最低値となります。
この結果、電流が90度進むと説明できると思います。

(2) 蓄える為の動作は行いません。
重負荷時では接続され遅れ力率を修正し、夜間などの軽負荷時では修正され過ぎで負荷側の方が電圧が高くなる事がある為、切り離さなければならないと書籍には記述されてあります。

(3) こちらも直流で考えれば、分かりやすいと思います。
直流では、突入電流を抑える働きをし、電圧を掛けてから電流は徐々に増えていきます。
この為交流では、電圧が+側なら電流は上昇し、電圧がー側なら電流は下降します。
この結果、電流が90度遅れると説明できると思います。
    • good
    • 3
この回答へのお礼

回答ありがとうございました。
直流で考えれば、とのことですが直流の場合は、+側と-側をいったりきたりする訳ではないと思うので、頭の中が混乱してしまいよくわかりませんでした。
引き続き勉強してみます。

お礼日時:2011/05/08 11:34

1. コンデンサは電圧vに応じて、電荷qを蓄積放出しています。


電荷 q=C*v で、電流は電荷の移動(時間微分)なので、i=dq/dt=Cdv/dtになり、正弦波電圧を加えると、それを微分して位相の進んだ正弦波電流が流れます。

2.充放電は電圧の1サイクルの中で行われています。

3.コイルの場合、磁束ψが電流iに比例し、電圧は磁束の微分なのでv=Ldψ/dt=Ldi/dtで、コンデンサの場合と逆に電圧が電流に対して進みます。
    • good
    • 0
この回答へのお礼

ご回答ありがとうございました。
充放電については疑問解消できました。
私の勉強不足が原因ですが、
電荷、磁束の微分と位相の関係がしっくりこないので
基本から勉強しなおします。

お礼日時:2011/04/13 22:19

(1)リアクタンス回路の遅れ電流を進相コンデンサの進み電流が打ち消すから、ではだめですか?



(2)コンデンサに蓄えられるのは一瞬でしょうが、これは、分からないですね。電流が進み過ぎると事故につながるから、切り離す必要がある、ということはありますが。

(3)変圧器は、鉄心に導線が巻いてあるので、ほとんど大きなコイルと同じなので遅れ位相になります。

電源が正弦波交流(sin)なので絶えず変化していますが、コイルは、その変化を妨げようという性質があります。このsinの変化を集めるとcosになるのでちょうど90度遅れます。
    • good
    • 1
この回答へのお礼

ご回答いただきありがとうございました!
遅れ位相について、なかなかわかりやすい説明がなかったのですが、
スッキリと理解できました。

お礼日時:2011/04/13 22:10

お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!

このQ&Aを見た人はこんなQ&Aも見ています

このQ&Aを見た人が検索しているワード

このQ&Aと関連する良く見られている質問

Q三相AC200V回路で進相コンデンサの必要性

三相AC200V 2.2KWのモーター負荷の分電盤を製作する場合
進相コンデンサは、分電盤の中に入れるのが普通でしょうか?
(特に何も指示がない場合と考えて)
モーターの詳細が判らないのですが、モーター側に進相コンデンサが
付いているということはないのでしょうか。
進相コンデンサがない場合、力率が悪いだけで他に悪影響はないのでしょうか。

すいませんが、ご教授のほどお願いします。

Aベストアンサー

>2.2KWのモーター負荷の分電盤を製作する場合…

あなたは、分電盤を製作販売する業者ですか。
それなら、特に指定のない限りコンデンサは設けません。

>モーター側に進相コンデンサが付いているということはないの…

それはありません。

>進相コンデンサがない場合、力率が悪いだけで他に悪影響はないの…

電気料金が割高になることと、線電流が増えることによって多台数あるなら変圧器や幹線の容量に影響を与えることもあり得ます。
この 2面から進相コンデンサを付けるか付けないかは、あくまでも使用者の判断になります。

Q進相コンデンサの静電容量について

進相コンデンサの静電容量を測定するにあたり素直に相間で測定すべきところを
勘違いをして2端子短絡して測定しました。
測定値は
Cu:78μF Cv:79μF Cw:80μFとなりました。
相間の静電容量は何μFとなるか素人ですので計算を含めてご教授ください。
コンデンサ容量 706kVar
定格電圧 4060V
周波数 60Hz

Aベストアンサー

Cu=Ca(Cb+Cc)/[Ca+(Cb+Cc)]
Cv=Cb(Cc+Ca)/[Cb+(Cc+Ca)]
Cw=Cc(Ca+Cb)/[Cc+(Ca+Cb)]

U-V相=CaCb/[Ca+Cb]
VーW相=CbCc/[Cb+Cc]
WーU相=CcCa/[Cc+Ca]

同じような計算式にて検討しましたが、正解を得ることができません
でした。
(計算式をより正確に表しますと[]の部分が必要です。)

仮定として、各相の静電容量は略等しいと考えられるので、
Ca=Cb=Cc=Cとします。

Cuは次のような式に変換できます。
Cu=C(C+C)/[C+C+C]=C(2C)/3C=2C/3=(2/3)×C
となります。
Cの容量を計算します。
C=(3/2)×Cu=(3/2)×78μF=117μF

Cvも同様に
C=(3/2)×Cv=(3/2)×79μF=118.5μF

Cwも同様に
C=(3/2)×Cw=(3/2)×80μF=120μF

これにより、Ca、Cb、Cc の値を次の通りと仮定します。
Ca=117μF
Cb=118.5μF
Cc=120μF

この3つの値を基にしてCu、Cv、Cw を再計算します。
Cu=117×(118.5+120)/(117+118.5+120)=78.5
Cv=118.5×(120+117)/(118.5+120+117)=79
Cw=120×(117+118.5)/(120+117+118.5)=79.5

この計算機結果と測定値と近似しているので、
Ca、Cb、Cc を上記の値とします。

これを基に
U-V相=CaCb/[Ca+Cb]=117×118.5/(117+118.5)=58.9
VーW相=CbCc/[Cb+Cc]=118.5×120/(118.5+120)=59.6
WーU相=CcCa/[Cc+Ca]=120×117/(120+117)=59.2

計算結果は次の値になります。
U-V相=58.9μF
VーW相=59.6μF
WーU相=59.2μF

計算結果の値が新設時の値に比べ容量が大きくなっています。
一般的には経年劣化により容量が徐々に小さくなると考えらますの
で、仮定の条件(静電容量の値)では、このコンデンサーの良否の判
定はできないと思います。
(この点から前回、換算できなかったと回答しました。)

また、測定に使用しているキャパシタンスハイテスター3501は低圧用
コンデンサーの容量を測定するために販売されているものと考えます。
本器の取扱説明書には高圧用コンデンサーの静電容量を測定した時の
精度・信頼性などは、どのように記載されていますか?
書いてない場合は、日置電機に相談すると良いでしょう。
さらに測定方法も含めて、コンデンサーメーカーに相談することをお
勧めします。
なお、前回回答した内容(JEMAのパンフレット)のごとく、経過年数の
問題により直列リアクトル(*)を含め、現行規格のコンデンサーに交
換することを検討されると良いでしょう。

(*)直列リアクトルの容量(15%)から高調波電流の発生量が大きい
設備であろうと推察します。
この点から高調波電流の問題も含めて検討する必要があると思います。

Cu=Ca(Cb+Cc)/[Ca+(Cb+Cc)]
Cv=Cb(Cc+Ca)/[Cb+(Cc+Ca)]
Cw=Cc(Ca+Cb)/[Cc+(Ca+Cb)]

U-V相=CaCb/[Ca+Cb]
VーW相=CbCc/[Cb+Cc]
WーU相=CcCa/[Cc+Ca]

同じような計算式にて検討しましたが、正解を得ることができません
でした。
(計算式をより正確に表しますと[]の部分が必要です。)

仮定として、各相の静電容量は略等しいと考えられるので、
Ca=Cb=Cc=Cとします。

Cuは次のような式に変換できます。
Cu=C(C+C)/[C+C+C]=C(2C)/3C=2C/3=(2/3)×C
となります。
Cの...続きを読む

Q進相コンデンサ

動力電源に進相コンデンサが付いてますが、あれって適正の容量?
以上、又は以下の物を付けたら駄目なのでしょうか?
以下だと何となく駄目な気がするのですが、以上だと問題ありますか?

もう一つ質問です。
メインブレーカーがあり、その後に、溶接機用ブレーカー、モーター機器用ブレーカーと
数個ブレーカーがあり、それぞれ進相コンデンサをつけていますが、仮に同時使用しない場合、
メインブレーカーに進相コンデンサを1個付けたら駄目ですか?

この質問は上記の容量以上付けても問題ない場合のみ可能な事なんでしょうけど・・・

この質問は既存の配電盤の加工ではありませんので、規約違反等の回答はなしでお願いします。

Aベストアンサー

 >以上、又は以下の物を付けたら駄目なのでしょうか?
駄目ですね。
力率の意味を理解されると、駄目な事が分かります。
力率とは効率の事で、送電(配電)電力量のどの位までを使用できるのか、示したものです。
その為、力率1(100%)が最大で、それ以上はなく、進みすぎるとまた力率が悪くなります。

 >メインブレーカーに進相コンデンサを1個付けたら駄目ですか?
全ての機器が常時稼動するのなら問題ありませんが、個々に可動と停止をするようでしたら、やはり個別に設置すべきだと思います。


ちなみに力率を改善しても改善しなくても、消費電力は変わりません。
変わるのは、無駄に消費される無効電力だからです。
しかし力率を改善すると、電力会社は送電(配電)容量を有効に使用できるようになるので、助かる訳です。
その為、力率改善をするように使用者に指導を行っています。
ただ高圧受電では、力率改善の割合に応じて、電力料金を下げる仕組みを作っています。

Q普通のコンデンサと電解コンデンサ

極の無いコンデンサと極のある電解コンデンサとは何がちがうのですか?また用途などを教えてください。

Aベストアンサー

普通のコンデンサは2枚の導体板を向かい合わせたものですね。
これには当然極はありません。

ところが、導体板を向かい合わせただけでは必要な容量が取れない
ということで、いろいろな導電体を挟むようになったのですが、
ここに電解液を用いるとその電極間容量が見かけ上最小になる事から
電解コンデンサが作られました。

ただし、電解液を用いているところに問題があり、
逆に電位を掛けると電解液が電解状態ではなくなってしまいます。
このため、リーク(電流の漏れ)が増大してしまい、
コンデンサとしての性能が大幅に低下します。

参考URL:http://www.chemi-con.co.jp/chemi-con/support/TECHNOTE/TN1-4.html

Q古い低圧進相コンデンサ

古い低圧進相コンデンサ
による火災の危険性について聞いたことがあるのですが、これは家庭での100V用の機器には無関係のことなんでしょうか。自宅には、200V(たぶん単相)のエアコンがありますが、これだけを注意しておればよいのでしょうか。確か、低圧進相コンデンサは200V用の機器に付いているものだと聞いていましたので・・・。

Aベストアンサー

質問者さんが懸念しておられる低圧進相コンデンサは

力率改善目的で使用するもので 三相の200Vに使用します

昭和50年以前に生産された機器で出火事故が報告されており

改修がアナウンスされています、

http://www.isad.or.jp/cgi-bin/hp/index.cgi?ac1=IB17&ac2=61summer&ac3=229&Page=hpd_view

http://www.jema-net.or.jp/Japanese/jyuden/condenser.htm

用途は違いますが 家庭用機器で 電解コンデンサーでも一部トラブルが発生している模様です

http://www.jcp.or.jp/akahata/aik07/2007-09-06/2007090603_01_0.html

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%8D%E8%89%AF%E9%9B%BB%E8%A7%A3%E3%82%B3%E3%83%B3%E3%83%87%E3%83%B3%E3%82%B5%E5%95%8F%E9%A1%8C

電解コンデンサーは電化製品のあらゆるところで使用されています

パソコンもテレビもエアコンも・・・

使用環境によって寿命に大きな違いがあり 温度が上がるにつれ寿命が短くなる様です

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%8D%E8%89%AF%E9%9B%BB%E8%A7%A3%E3%82%B3%E3%83%B3%E3%83%87%E3%83%B3%E3%82%B5%E5%95%8F%E9%A1%8C

http://www.geocities.co.jp/siliconvalley/6445/condenser/

通常の使用では過度に心配する必要もないと思いますが

当然製品ですので 経年劣化による対応年数があり 極端に年数の経過した電化製品を

使用し続けるのは得策ではないかと思います、

因みに国産のコンデンサーは 性能 耐久性においてかなり信頼できる製品だと思って良いかと


取り合えず。

質問者さんが懸念しておられる低圧進相コンデンサは

力率改善目的で使用するもので 三相の200Vに使用します

昭和50年以前に生産された機器で出火事故が報告されており

改修がアナウンスされています、

http://www.isad.or.jp/cgi-bin/hp/index.cgi?ac1=IB17&ac2=61summer&ac3=229&Page=hpd_view

http://www.jema-net.or.jp/Japanese/jyuden/condenser.htm

用途は違いますが 家庭用機器で 電解コンデンサーでも一部トラブルが発生している模様です

http://www.jcp.or.jp/akahata/aik07/2007-09-06/2007...続きを読む

Q内臓コンデンサと外付けコンデンサ

こんにちは、マイコンカーを作ろうかと考えています。制御はPWM制御をするつもりです。
ただ、モータを調べてるうちにあるサイトに『コンデンサ内蔵タイプのDCモータはPWMに不向きです』との一言がありました。しかし、マイコンカーラリーネットにはモータへのコンデンサ取り付けが推奨されていました(ノイズ取りのため)。何か違いがあるのでしょうか?マイコンカーラリーネットにい書いてあったコンデンサはセラミックですが、内蔵式に関してはわかりませんでした。
よろしくおねがいします

Aベストアンサー

まず、一般的にはDCモータにはコンデンサを内蔵することはないものと思います。

ただノイズ低減のため等でコンデンサを内蔵したものもあるかもしれません。

その場合、PWM制御する時にコンデンサがあると、当然その容量によってはコンデンサという負荷を駆動することになるので、問題になるでしょう。

つまりPWM制御に影響ない範囲の容量のコンデンサをノイズ除去用に取り付けることは考えられますが、PWM制御のことを考慮せずに決めた容量のコンデンサがあると問題となるということです。

Q進相コンデンサの計算

力率改善用に設置する進相コンデンサの容量の計算はどう行うのでしょうか?計算を紹介しているところが見つかりません。どなたかよろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

何をお望みなのか、文面からは良くわかりませんので、
補足を書いてみてはいかがでしょう?
(1)単に計算方法を知りたい。
(2)実際の設備で力率改善をしたので、選定をしたい。
など・・。
もし、実務で設備工事を行うのでしたら、
この程度の知識、計算が出来ないようでは、危なくて任せられません。
専門家に依頼するのがよろしいでしょう。
一応、ネットで探すキーワードは「負荷力率改善用コンデンサの容量計算」と、入れればいくつかヒットします。
日本財団の教科書に記事がありますが、くれぐれも実務でしたら
専門家に依頼したほうがよろしいかと思います。

Q積層セラミックコンデンサとセラミックコンデンサを間違えました。

高周波成分のバイパス用として使う回路で
必要部品に「セラミックコンデンサ」となっている物を間違えて
「積層セラミックコンデンサ」を買ってきてしまいました。
代用しても大丈夫でしょうか?
下記URLのC1~C4がそれに該当する部分だと思うんですが
http://hobby_elec.piclist.com/cpld3_3.htm
回路図に、ここはセラミック、ここは積層。とは記載がないので
同じ記号だしてっきり全部積層セラミックコンデンサだと思って部品リストを後から見たら「セラミックコンデンサ」の表記があり後から気づきました。
容量は同じなんですがやはり買ってきたほうがいいでしょうか?

Aベストアンサー

今時,セラミックコンデンサと言えば一部の高圧や安全規格適合品以外,「積層セラミックコンデンサ」です.
だから何の問題もありません.
低圧用で,積層ではないセラミックコンデンサを作っているところは日本ではここくらいです.
http://www.maruwa-g.com/index_new.php
他社は皆止めたから,メーカー不明の積層ではないセラミックコンデンサは,品質的に使えるかどうか?

セラミックコンデンサはJISでは積層も含めて「固定磁器コンデンサ」といいます.
使い方の注意はここに閲覧方法がありますから,読んどくとエエでしょう.
「RCR-2335B 電子機器用固定磁器コンデンサの使用上の注意事項ガイドライン」
(固定磁器コンデンサの安全アプリケーションガイド)
http://home.jeita.or.jp/ecb/techrepodl/techrepodl.htm

Q進相コンデンサについて

以前板金屋だった工場を借りました。

すべてのブレーカーを切った状態で、電力計のブレーカーと進相コンデンサのブレーカーを入れると、電力計が廻りだしますが、これで正常なのでしょうか。
コンデンサに充電されると、とまるのでしょうか?
3相 400V 50HZ 
コンデンサには、
5KvAr 3X33.3μF 7.2A 400V 50Hz
とかかれています。

Aベストアンサー

補足説明で系統を以下のように推測しました。

電力会社⇒MCCB付WHM⇒⇒⇒MCCB+負荷A
              ⇒⇒MCCB+負荷B
              ⇒⇒MCCB+負荷C
              ⇒⇒FUSE+進相SC

進相コンデンサのヒューズ1本入れても電力計が動くと言うことはコンデンサのその相がケースにレアショートしている可能性が考えられます。一度専門家に見ていただいたら如何でしょうか??理由としては1.5KWはあまりにも大きいからです。

PS:勉強不足でMCCB付WHMと言う代物は見たことがありません。

Q電気二重層コンデンサの容量はどのくらい?

電気二重層コンデンサはどのくらい電気をためられるのでしょうか?
充電池とは充放電特性は違うと思いますので例えば2.5V10Fの電気二重層コンデンサを2.5Vに定電圧化(効率100%として)で2.5Vを維持したとする場合、20mAでLEDをつけるとしたらどのくらい点灯できるでしょうか?
容量につきまして判りやすい説明等ありましたら御願いいたします。

Aベストアンサー

電気二重層キャパシタの充放電特性はコンデンサとは若干違うのですが、容量 C (F) のコンデンサとみなせば計算できます。電気二重層キャパシタの充電電圧(初期電圧)を V0 (V)、放電電圧を Vc (V)、放電電流を Ic (A) として、この放電電圧をDCコンバータで一定の電圧 Vout に昇圧した場合、負荷電流 Iout (A) が一定ならば、添付図の一番右下のような電池容量になります。ηはDCコンバータの変換効率です(0 < η < 1 )。Vend は DCコンバータが動作しなくなる最低入力電圧です。LEDが何秒点灯するかは tend の式で計算できます。

例えば C = 10F、V0 = 2.5V、Vend = 1V、Vout = 2.5V、Iout = 0.02A (20mA)、 η = 1 (効率100%)のとき、 tend = 525 sec (9分弱)になります。電流容量は 10.5 A・sec = 2.9 mA・h 、電力容量は 26.25 W・sec = 7.3 mW・h になります


このQ&Aを見た人がよく見るQ&A

人気Q&Aランキング

おすすめ情報