力率計算機（Power Factor cos φ）
交流電源のエネルギー利用効率を最適化し、電圧と電流の位相ズレを特定します。
モード4: 交流力率 (有効電力 vs 皮相電力)
P = V × I × cosθ実際の有効電力 (W)、皮相電力 (VA)、無効電力 (VAR) を力率から計算します。
Ohm's Law & Electrical Power Formula Wheel
Click any quadrant of the formula wheel to solve for Power (P), Voltage (V), Current (I), or Resistance (R) with step-by-step mathematical substitutions.
P = (VRMS)² / R
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交流電力の三角形：有効・皮相・無効電力
モーターやトランス等の誘導性負荷を含む回路では、電流の波形が電圧に対して遅れる位相ズレが生じます。
実際の仕事を行う有効電力と、磁場形成に必要な無効電力のベクトル和が皮相電力を構成します：
力率 PF = cos(φ) = P / S。理想値は1.0です。力率が低いと無駄な無効電流が配線を圧迫します。
各種負荷設備における標準的な力率基準
| 負荷機器タイプ | 典型的な cos(φ) | 無効電力比率 | 改善コンデンサ要否 | エネルギー効率等級 |
|---|---|---|---|---|
| Pure Resistive (Heater, Incandescent) | 1.00 (Unity) | Pure Resistance | 1,000 VA | 0.0° |
| Class D Audio Amplifier (Full Load) | 0.90 – 0.95 | Inductive / Switched | 1,050 – 1,110 VA | 18.2° – 25.8° |
| Electric Induction Motor (Loaded) | 0.80 – 0.88 | Inductive Reactance | 1,136 – 1,250 VA | 28.4° – 36.9° |
| Computer Power Supply (Uncorrected) | 0.60 – 0.70 | Non-linear Capacitive | 1,428 – 1,666 VA | 45.6° – 53.1° |
| Fluorescent Ballast (Uncorrected) | 0.50 – 0.60 | Heavy Inductive | 1,666 – 2,000 VA | 53.1° – 60.0° |
よくある質問
力率（cos φ）とは何を意味しますか？
電源から供給された皮相電力（kVA）のうち、実際に有効な仕事として消費された電力（kW）の割合を表します。
力率が低いとなぜ問題になるのですか？
配線での電力損失増加、電圧降下、変圧器容量の圧迫を招き、高圧受電では電力会社から基本料金ペナルティが課されます。
力率を0.95〜0.98に改善する方法は？
誘導性負荷に対して並列に進相コンデンサを設置し、遅れ無効電力を打ち消します。
オーディオ用スイッチング電源の力率は？
PFC（力率改善回路）非搭載時は0.5〜0.65程度ですが、アクティブPFC搭載機では0.98〜0.99に達します。
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