有効電力の式

質問

有効電力を表す式、Ｗ＝ＶＩ・cosθは抵抗で実際に消費され熱になる電力であるのに、負の値もとる。この矛盾を教えてください。よろしくお願いします。

回答No.14

moto21 · ベストアンサー

Ｎｏ．１です。今回の議論の推移を興味深く拝見させ
て頂きました。自分としても、久々に深く考える機会
ができて勉強になりました。

しかし結論は同じで、θは－９０度から９０度の範囲
なので負の値は取らないと思います。
理由は、質問者の意図が「抵抗で実際に消費され熱に
なる電力」とあるので負荷は抵抗ＲコンデンサーＣ
インダクタンスＬの受動素子の組み合わせでできる
ためです。（発電機等の能動素子は含みません）
受動素子でできた回路は、ベクトル合成を考えた時
－側（９０度から２７０度）の成分をもたないので
どう組み合わせても＋側しか出ません。
（正式名称知らないので複素数表示で実数部が＋と
言う事です）
うまく質問者の方に説明できなくてすみません。

No.5のshino0413さんが固定概念と言われましたが
有効電力であれば測定点の定義で－もあるかもしれ
ませんが、質問者の意図は実際に抵抗で消費される
電力であって発電される電力は聞いていないと思います。

foobarさんのNo.9での３番目の回路図で２電源２抵抗
があります。そこてＡ－Ｂの通過する電力と言われ
ていますがそれが今回の議論の本質で通過する電力
としては正しいですが、抵抗で消費するで電力は
そこで計っても出ないと思います。例えば変圧器の
平行運転のような時は３番目の様な回路の結線では
なく電源側負荷側に分けてモデル化して電源側から
負荷側に流れる電流を正として有効電力を測定して
消費電力とすべきではないでしょうか？

最後に質問者の直接の回答と関係ないのですが、No.7
でfoobarさんが
>サイリスタ整流器みたいに、電流(基本波成分)の
>位相が -180度<θ<0度　の範囲を取るような負荷もあ
>ります。
が分からなかったので簡単な説明か参照できるサイト
があればお願いします。

回答No.5

shino0413

>>3が正解です。
対象が負荷であるとの固定観念によって、電力を消費するものと思いこんでいるのではないでしょうか。
電力の単位はワット[W]＝仕事率[J/s]です。他に対して与えるエネルギー（仕事）を正の向きに考えていま
すので、発電機などからエネルギーをもらう場合には負になります。

回答No.4

sego

交流においてコイルなどの誘導負荷が、電気の流れに逆らい逆の動きをする特性、コイルに直流通電ｏｎ／ｏｆｆすると、その状況を保持しようとする動きが働きその作用で逆起電力が発生します。これと同じように交流の電圧波形の半サイクルが直流のＯＮとＯＦＦに相当し、一番電圧の高いときに０-９０度もしくは２７０－３６０（０）度（直流のＯＦＦに相当）インダクタンス（コイルなどの誘導負荷）がエネルギーを蓄積し、０－９０度と１８０-２７０度でエネルギーの放出を行いますこのときの電流の遅れが最大９０度となり有効電力なしとゆう結果になります。
したがって９０度を超えることはありません。コンデンサーで最大９０度進む場合はありますが。

参考URL：

http://www.jeea.or.jp/j/gs03301/j_03301.html

回答No.3

foobar

電力をどちらの向きを正にとるかで、電力が負の値をとることはあります。
どういう場合かと言うと、例えば、
（Ｒは抵抗、Ｇは発電機）
　　Ｉ--→
＋－－－－－－－－＋
Ｒ　↑Ｖ　　　　　Ｇ
＋－－－－－－－－＋

みたいな取り方をしたとき。
で、この時は、負荷と思ってたほうから、電源と思ってたほうに電力が流れます。例えば、インバータを使った負荷で回生運転（発電運転）をしたときなどが、これに相当します。

複雑な回路網で、どう電力が流れてるかわからないときに、エイヤッと向きを決めると、負の電力になるってのは結構あります。

回答No.2

ymmasayan

No.1の方の言われるとおりです。

電圧と電流の間の位相差は９０度を超えることはありませんので負はありえません。

ご質問への直接の答えではないですが、
電圧の瞬時値と電流の瞬時値を掛け算した瞬時電力ならマイナスが出てくる
タイミングがあります。
でも、これは正の瞬時電力の積分から負の瞬時電力の積分を引くと必ず≧０となります。

回答No.1

moto21

式だけ見ればそう思えますがθは－９０度から
＋９０度で負の値を取らないのでは？