자유게시판
위상과 역률에 관해서
- [박하하] - 2020-09-17 12:28:18
- 2020-09-17 12:28:18
문제를 풀다보니
위상차가 있을 때, 역률이 다를때가 있어서
개념을 잡고자 문의합니다.
1. 교류가 R L C 회로에 흐를때
전류나 전압이 지상, 진상등 위상차가 생긴다.
이 위상차로 인해 역률이 생겨 유효전력, 무효전력으로 나눠지는 것이 맞나요?
2. 1번이 맞다면...직류일 때는 R L C 회로에
위상차가 생기지 않으므로 역률이 없고 유효전력만 있나요?
3. 1번이 맞다면.....교류일 때 R만의 회로에
위상차가 생기지 않으므로 역률이 없고 유효전력만 있나요?
답변 부탁합니다.
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1. R, L, C회로는 교류에서만 동작하는 회로가 됩니다.
L성분은 전압을 90˚앞서게, C성분은 전압을 90˚뒤지게 만들며, R성분까지 벡터적으로 합성이 되면서
최종적으로 회로에 흐르는 전류와 인가된 전압 사이에 θ만큼 위상차가 생기게 됩니다.
이 위상차 θ에 cos값을 취한게 역률, sin값을 취한게 무효율이 됩니다.
위상차를 고려하지 않고 전원에서 가해준 전압과 전체 전류의 곱은 피상전력이 되며(Pa=VI)
피상전력에 역률을 곱해주면 유효전력(P=Pacosθ), 피상전력에 무효율을 곱해주면 무효전력(Pr=Pasinθ)가 됩니다.
때문에 위상차로 인해 유효전력, 무효전력, 피상전력으로 나뉘게 되겠습니다.
2. 앞서 말씀드렸듯 R, L, C 회로는 교류에서만 해석이 가능한 회로가 됩니다.
직류회로에선 충분한 시간이 지난 후의 L은 단락된 모습, C는 개방된 모습으로 해석이 가능해지므로(과도현상에서 자세히 배우게 됩니다.) R, L, C회로에 직류를 인가하게 되면 C성분으로 인해 회로가 개방이 된 모습이 됩니다. 때문에 회로에 흐르는 전류가 없게됩니다. 그로인해 전력을 나타내는 식 P=VI에서 I가 0이 되므로 전력은 없게됩니다.
3. 교류회로에 R성분만 있을 경우는 L과 C성분이 없어 위상차가 발생되지 않으므로 θ=0˚가 되고, 역률은 cosθ=1, 무효율은 sinθ=0이 됩니다. 때문에 피상전력이 곧 유효전력이 되게 됩니다.(Pa=VI=VIcosθ=P)
달리 말하면 무효전력은 없다는 말과도 같은 말이 되겠습니다.
참고하셔서 학습에 도움되시길 바라겠습니다.