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交流回路の消費電力はP=|I||V|cosφで計算出来ますが、|V|をインピーダンス|Z|置き換えるとどのような式になるでしょうか?予想はつきますが、cosφをつけるかどうかで迷っています。

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A 回答 (2件)

交流回路では、


  複素電力は I の共役値 と V との積。その実部が実効電力。
…のようです。

つまり、
  実効電力 = |V||I|*cosφ
ですが、
  |V|*cosφ = |Z||I|*cosφ
らしいから、
  実効電力 = |Z||I|^2*cosφ
なのでしょうね。

  
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質問の主旨が理解できませんが


cosφが不明ならば、消費電力は分りません


|V|をインピーダンス|Z|置き換えるとは、どのような意味でしょうか?

もう一度、詳しく質問の意味を説明して、御願いいたします
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Q交流回路の消費電力の求め方がわからないので教えてほしいのですが、

交流回路の消費電力の求め方がわからないので教えてほしいのですが、
消費電力を求めるときに(平均電圧)×(平均電流)ではでは求めれず、積分によって求めなければいけないのはなぜなんでしょうか?

できれば急ぎでおねがいします。

Aベストアンサー

わかりやすく、直流で説明します。

直流で、電圧が10Vと20Vとが同じ時間ずつ交互に切り替わりながら供給する電源があるとします。
そこに、10Ωの抵抗を繋ぎます。オームの法則から、
電圧が10Vのときは1A、20Vの時は2A流れることになります。

10Vで1Aのときは、消費電力は10Wです。
20Vで2Aのときは、消費電力は40Wです。
これが交互にくりかえすわけですから、平均消費電力は25Wになります。

このとき、平均電圧は15V、平均電流は1.5Aですが
(平均電圧)×(平均電流)は22.5W は、平均消費電力に一致しません。

このように、一般的な話として、「(電圧×電流)の平均」と「(電圧の平均)×(電流の平均)」は一致することはありません。(電圧の平均)×(電流の平均)で平均消費電力を求めることはできません。
先に「電圧×電流」を計算してから、その平均を求める必要があるのです。


そして、刻一刻と変わる交流の、「(電圧×電流)の平均」を求めるためには、「積分」計算が必要になる、ということになります。

Q交流回路での消費電力

交流回路での消費電力のことで質問したいんですが、
物理のエッセンスという本には消費電力について
抵抗のないコイルとコンデンサーは(時間平均してみると)電力を消費しない。よって消費電力はRI^2である。
と書いてあるのですが、電磁気学演習という本には
交流回路で消費される電力の平均値は
P = 1/T ∫vidt = vi/2*cosφ = VIcosφ
とあって、書いてあることが違うんですがどう考えればいいんでしょうか?

Aベストアンサー

理想的なコイルとコンデンサだけの回路では電圧と電流の位相関係(φ)が
90度になるので、cosφ=0 になります。なので、VIcosφ=0となります。

実際に抵抗Rが存在するとφは90度からずれてきてVIcosφが0ではなく
なりますが、ちょうどこれがRI^2になるのです。

Q「消費電力」と「消費電流」について

電気機器で「消費電力(W)」もしくは「消費電流(A)」といった
表記がありますが、
(消費電力W)=(電圧V)×(消費電流A)
の式にあてはまるのでしょうか?

例えば100V電源で使用する機器の「消費電力(W)」が300Wなら、
「消費電流(A)」は3Aということになるのでしょうか?

また上記の場合、-48V電源なら「消費電流(A)」は
どの様に計算するのでしょうか?

お分かりになられる方がいらっしゃいましたら、
何卒よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

交流の消費電力は
P=VIcosθ
です。

θはVを基準としたIの遅れです。このcosθは力率と言われるものです。
VIは皮相電力で単位はVA(ボルトアンペア)です。VIcosθは有効電力、VIsinθは無効電力です。単位はともに、W(ワット)です。

コンデンサーに交流を流すと、電流の位相は電圧Vよりπ/2遅れるので、θ=π/2ですからcosθ=cos(π/2)=0となり、電力は消費されません。

インダクタンス(コイル)に交流を流すと、電流はπ/2進むので、θ=ーπ/2ですから、矢張り、電力は消費されません。

抵抗だけの時はθ=0ですので、cosθ=1となり、消費電力はP=VIとなりません。

一般に、電器機器には抵抗、コンデンサー、コイルが複雑に絡んでいますので、cosθ=1ではありません。
したがって、交流の場合、消費電力は
P=VI
とはなりません。
以上。

Q第1種電気工事士筆記試験の過去問題が載っているHPを探しています。

第1種電気工事士筆記試験の過去問題が載っているHPを探しています。
そのようなHPがあれば、URLを教えて下さい。

Aベストアンサー

筆記試験用
http://www.eonet.ne.jp/~s-h/kouza.html
http://www.din.or.jp/~goukaku/denko/proden1.htm
技能試験用
http://www10.ocn.ne.jp/~denkou/1syukako.html

筆記試験は上記HPをしっかり覚えれば合格できます