入力電力はどうして皮相電力になるのでしょうか

質問

自分は物理系のＢ２で、回路理論初心者です。素子に対する入力電力が皮相電力として扱われることがよくわかりません。単に入力された同時刻の電圧と電流をかけて、周期あたりの平均をとった平均電力では有効電力が出ると思うのですが。有効電力を得るために必要な電力が皮相という説明もありましたが、電圧や電流の波形を見ても皮相に当たるような電力は見当たりません。なぜ入力電力は皮相電力として計算されるのでしょうか？

回答No.4

porepore47 · ベストアンサー

>皮相電力はその負荷を動作させるために必要な電力となるので、入力電力とも言われ、単位はVA(ブイエイ)を用いる

この中の”入力電力とも言われ”を除けば、この記述は正しいのですが、入力電力は極めて一般的な用語なので、これを一律に皮相電力と決めつけるには無理があると思います。特定の領域では、慣例的にそう呼ばれているのかもしれませんが、私は知りません。誤解を避けるためには、皮相電力を使ったほうが間違いがありません。

>とすると、電圧源側から供給される電力の皮相電力が、その電圧源の性能の上限値として使われている気がします。これはどうしてなのでしょうか？

これは、流れる電流が皮相電力で決まるためだと思われます。つまり電流制限が上限になるためでしょう。

お礼

丁寧な回答ありがとうございます。なるほど。混乱の火種となった授業のノートを見直したところ、同じ言葉を用いながら単位だけ変えて書かれていました。確かに、おっしゃる通りに理解することができました。とても参考になりました。ありがとうございます。

回答No.3

porepore47

>自分の疑問はたとえば有効電力が０の場合でも入力電力が存在するかということです。
位相差が90度の場合は、有効電力が０で、入力電力（皮相電力)が存在します。
たとえば純粋コンデンサが負荷とすれば、コンデンサのインピーダンスに応じた電流が流れますから、皮相電力が計算できますが、位相差が90度で、コンデンサでの電力消費はありませんから、実効電力は0です。
皮相電力有効電力の定義を誤解されているのではないでしょうか？

>入力電力と皮相電力が同じという説明を受けましたが、有効電力は電圧源側から受けた電圧とそれによって生じた電流にから計算した平均電力ですよね？それなのに、入力電力はどうして皮相電力という扱いをするのでしょうか？
入力電力＝皮相電力　という意味ではありません。入力電力も、皮相電力、有効電力、無効電力がありますが、このうちの皮相電力を見れば。。。という話だと思います。

お礼

ご回答ありがとうございます。なるほど
＞入力電力＝皮相電力　という意味ではありません
なのですか。。いくつかの資料によると

引用「負荷に加えられる電圧の値と、その負荷に流れる電流の値を乗算したものが皮相電力となる。したがって、皮相電力はその負荷を動作させるために必要な電力となるので、入力電力とも言われ、単位はVA(ブイエイ)を用いる。」

とされているのですが、これは

＞入力電力＝皮相電力　という意味ではありません

と矛盾しない情報なのでしょうか？授業で扱ったものでも変圧器から供給される電力（入力電力とは異なるのか自分はわからないでいるのすが）は皮相電力として扱っています。また、ご指摘の通り

＞入力電力も、皮相電力、有効電力、無効電力があります

とすると、電圧源側から供給される電力の皮相電力が、その電圧源の性能の上限値として使われている気がします。これはどうしてなのでしょうか？
以下、引用もとのＵＲＬを書きます。
http://www5.ocn.ne.jp/~atug/d2k/kadai6/kadai6.HTM

回答No.2

fjnobu

電圧と電流に位相差があるときに、各々の実効値の積は皮相電力になります。位相差が無ければその値が有効電力になります。たとえば位相差が９０度であれば、平均された電力は０になります。角度を少しずつずらして計算してみてください。そうすると＋－で相殺されてしまい皮相電力はあっても、有効電力は０になります。

補足

回答ありがとうございます。一応有効電力と無効電力の計算はやっているのでおっしゃることはわかります。自分の疑問はたとえば有効電力が０の場合でも入力電力が存在するかということです。ここも重複になってしまいますが確認のためお許しください。入力電力と皮相電力が同じという説明を受けましたが、有効電力は電圧源側から受けた電圧とそれによって生じた電流にから計算した平均電力ですよね？それなのに、入力電力はどうして皮相電力という扱いをするのでしょうか？

回答No.1

KEN_2

始めまして。

>.回路理論・・・素子に対する入力電力が・・・
から推定して、
対象物が高周波のブースター素子の場合でしょうか？

ならば、入力電力ははドライブに要する電力に相当するので、出力電力に必要な駆動
電力となり皮相電力として扱われると推定します。
たとえば、５Wの高周波TRを0.2Wでブーストする場合は.2Wが皮相電力となります。
　電力の変換効率の場合は出力電力÷電源電力入力で電力効率となりますが・・・

＊質問の対象物推測が異なっていれば、具体的に再度条件を提示して質問ください。

補足

早速のご回答ありがとうございます。ブースター素子がわからないのですが、たとえばＲＬＣ直列回路を想定しています。

＞ならば、入力電力ははドライブに要する電力に相当するので、出力電力に必要な駆動
電力となり皮相電力として扱われると推定します。

おそらく自分の疑問点の回答がここであると思われますが、必要な駆動電力が皮相というのがわかりません。質問と重複しますが、実際に同時刻に電流と電圧の山が同時に来ていないのに、どうして駆動電力が皮相という扱いをするのでしょうか。