力率や無効電力を簡単に理解する――無効電力は「ビールの泡」

技術
生ビールを運ぶ少女@Oktoberfest
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力率や無効電力はとっつきにくいが、わかりやすく例えると…

生ビールを運ぶ少女@Oktoberfest

生ビールを運ぶ少女@Oktoberfest (Markburger83, [GFDL or CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons)

最近、仕事絡みの調べ事で英語のQ&Aサイトをつらつらと読んでいると、面白い情報を見つけたので読者の皆様とも共有したい。

何かと言えば、力率無効電力を簡単に説明するための例え話である。

このように切り出すと、あ、自分には関係ないからいいよ、と思われる方もいるかもしれないが、最近は太陽光発電をターゲットとした力率制限による出力抑制が話題になっていることもある。

ということで、太陽光発電に興味があってこのブログに何らかの方法で辿り着いたのであれば、是非もう少しだけお付き合いして欲しい。

この力率や無効電力の話、筆者が大学で学んだ電気回路の理論や、電気工事士の試験のために最近復習した電気回路の項目だと三角関数やら実効値やらが出てくるので、理工系でない方には確かに理解が難しいかもしれない。

だが、この図を見て頂ければ、直感的かつ大雑把ではあるが、力率や無効電力とは大体どのようなモノかということをご理解頂けると思うのだ:

電力をビールに例えると、無効電力は「ビールの泡」

ビールで理解する無効電力と力率

このビールのグラス(ジョッキ)の図を見て頂ければ、多くの方が「なるほど~」とひざを打つのではと思うが、念のため補足すると…

まず、グラスに入っているビール全体が皮相電力で単位は[VA(ボルトアンペア)]。
次に、ビールの液体部分が有効電力で単位は[W(ワット)]。
そして、ビールを注ぐとグラスの上の方に溜まる泡が無効電力で単位は[VAR]。

(なお、電気が直流なら、無効電力はゼロとなり、皮相電力=有効電力となる。)

力率というのは、有効電力を皮相電力で割った値。ビールの例で言えば、グラスの中にビール自体がかなり入っている(=有効電力が多く、力率が100%に近い)か、それとも注ぎ方を失敗して泡がたくさん入ってしまった(=無効電力が多く、力率が100%よりかなり低い)かと言う違い。つまり、次の図のような感じ。

泡(無効電力)が少しのと泡だらけのビールとどちらを飲みたい?

ビールはなみなみ、力率は100%または100%に近い方が良い!

居酒屋や飲食店で右のようなビールを出されたら、誰でも「何だこのビール!?入れなおせ(怒)!!」となるだろう。ジョッキのビールは出来るだけなみなみ、つまり力率は100%に近い方が良い訳だ。

とは言え、現実にまったく泡が無いビールもないし、ビール党の方だと「泡が少しあるからビールは美味いんじゃないか。お前は何を言ってるんだ?」と仰る方もいらっしゃるかもしれない。まぁその辺はアバウトな例えによる力率や無効電力の簡単な説明ということでご容赦頂ければ幸いである。

(現実には、有効電力と無効電力は位相がずれたり…といった込み入った話が入ってくる。
ビールによる力率の説明はあくまでも非常に単純化した理屈で、分かりやすく説明するための簡単な例えである。)

この記事をご覧になって太陽光発電ムラの「しげる会」にご参加される方は、「呑めるもんなら、呑んでみやがれ!」と声を上げる時に、是非この力率や無効電力の説明を思い出し、力率が100%に近くて美味い生ビールを楽しんで頂きたい。

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