Top 40 유효 전력 무효 전력 The 89 Top Answers

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개쉬운 전기용어정리 : 피상전력, 유효전력, 무효전력

(2/2) 유효전력,무효전력,피상전력,역률이란 무엇인가?(뜻,정의)

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Table of Contents:

유효전력 무효전력의 발생 원인

전압 전류 전력 파형

전압 전류 전력 통합 파형

(2/2) 유효전력,무효전력,피상전력,역률이란 무엇인가?(뜻,정의)

아래 포스팅 내용에 있는 사진들을 클릭하면 선명하게 확대 하여 보실 수 있습니다

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전력 구하는 공식은 P=VI !!

그런데 유효전력, 무효전력, 피상전력은 또 뭘까?

전력 P = VI 공식은 너무 유명해서 다들 아실것이라 생각합니다.

그런데 가끔 유효전력, 무효전력, 피상전력, 역률이라는 용어를 들어볼일이 생깁니다.

L, C 성분에 AC 교류가 흐르가 위상차이가 발생합니다.

위상차이를 잘 모르시는 분은 아래 포스팅을 참고해주세요!

2020/07/03 – [회로 공부/회로 이론] – [정보 공장] (1/2) 위상, 위상차, 진상, 지상이란? (유효전력,무효전력,피상전력)

이 위상차이로 인해서 유효전력, 무효전력, 피상전력이라는 개념이 필요하게 됩니다!

유효전력, 무효전력, 피상전력이란 무엇일까?

의미, 개념, 정의

유효전력, 무효전력, 피상전력 개념을 이해할 때 시원한 맥주를 생각하시면 쉽게 이해할 수 있습니다.

유효전력이란 실제로 전력을 소모하여 일을 하는 전력입니다.

맥주잔에 실제 우리가 마시며 즐기는 맥주가 들어있는 부분과 동일합니다.

단위는 W 와트를 사용합니다.

무효전력은 실제로 일하지 않는 무의미한 전력입니다.

맥주잔 위에 생기는 거품이라고 보시면 됩니다.

(사실 맥주 거품은 맥주가 공기와 산화되는걸 방지해서 맥주맛을 좋게 해준다고하는데…

무효전력을 이해할 때는 그냥 필요없는 거품이라고 생각해주세요!)

단위는 VAR 입니다. V는 Voltage 전압, A는 Ampere 전류를 의미합니다

R은 무효전력의 영어표현 Reactive의 R 입니다.

피상전력은 유효전력과 무효전력을 합친 개념입니다.

즉, 피상전력에는 유효전력과 무효전력이있고 실제 우리가 쓰는 전력은 유효전력이다.

무효전력은 낮을수록 좋다! 입니다.

유효전력, 무효전력의 발생 원인

위상차가 없을 경우

저항에 AC 교류가 흐르면 위상차가 발생하지 않습니다.

위 사진처럼 전압,전류의 부호가 항상 동일하게 움직이고 있습니다.

그러면 유효전력만 존재하게 됩니다.

그렇다면 위상차이가 발생하여 부호가 어긋나는 순간이 생긴다면 어떻게 될까요?

유효전력, 무효전력의 발생 원인

위상차가 있을 경우

인덕터, 캐패시터에 교류가 흐르면 위상차가 발생한다고 저번 포스팅에서 알아봤습니다.

위 전압,전류 파형을 보시면 순간적으로 전압,전류의 부호가 다른 부분이 생깁니다.

X축을 기준으로 위에있으면 +, 아래있으면 -로 보시면됩니다.

전압,전류 파형의 부호가 달라지는 구간은 무효전력 구간입니다.

즉, 실제로 일하지 않는 전력이 생기는 구간이죠!

무효전력이 많다는건 일하지 않는 구간이 많다는것이고 좋은게 아닙니다.

전압, 전류, 전력 파형

전압, 전류, 전력 통합 파형

유효전력, 무효전력, 피상전력의 수식

유효전력, 무효전력, 피상전력의 관계식을 알아보기 위해서 중학교때 배운 개념을 알면 좋습니다.

위 삼각형 a,b,c에 유효전력, 무효전력, 피상전력 값이 대입됩니다.

동일하게 적용한 공식입니다!! 어렵지않게 이해하실꺼라 생각합니다.

역률 power factor란?

삼각형에 보면 cosθ 코싸인 세타가 보입니다. cosθ는 역률인데 역률이란 용어는 쉽게 와닿지가 않습니다.

역률이라 쓰지만 이해할때는 효율이라고 이해하시면 좋습니다.

역률이 크다는건 효율이 좋다는 것입니다.

cosθ = 유효전력 / 피상전력

즉, 전체 피상전력에서 유효전력이 얼마나 차지하느냐 입니다.

유효전력이 많다는건 무효전력이 작아짐을 의미하고 이는 전력을 효율적으로 사용한다는걸 의미하죠!

역률이 높이기 위해서 노력한다는건 효율을 높이는 것이라고 생각하시면 됩니다.

단상,삼상에 대해서 알고 싶으시면 아래 포스팅도 참고해주세요.

2020/08/23 – [회로/회로 이론] – 단상(2선식,3선식), 삼상(3선식,4선식) 차이점 쉽게 이해하기

● 개인적으로 공부하며 정리한 내용입니다 ●

잘못된 내용이 있으면 언제든 답글 달아주세요

감사합니다

유효전력, 무효전력, 피상전력,역률, 무효율

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유효전력, 무효전력, 피상 전력이란?

전기장비 내에는 다양한 부품들이 들어가 있습니다.

그리고 이러한 부품에는 저항뿐만 아니라 인덕터나 캐피시터가 있습니다.

문제는 전기 장비를 사용하기 위해 교류 전압을 인가해줄 때, 인덕터나 캐피시터의 영향으로 인가해준 전압을 100% 사용하지 못한다는 것입니다.

전기 장비에 교류 전압을 인가했을 때, 장비 내부 저항에 의해 장비가 작동되는 데 사용되는 전력을 유효 전력

전기 장비에 교류 전압을 인가했으나, 인덕터나 캐피시터 때문에 소실되는 전력을 무효 전력이라고 합니다.

그리고 교류 전압을 인가했을 때 유효 전력과 무효 전력의 총량 즉 전기 장비 전원에 공급되는 총용량을 피상 전력이라고 합니다.

유효전력(Active Power, Effective Power, Available Power)

정의 :전기 장비 작동 시 실제로 일에 도움이 되는 전력으로 교류 회로에서의 전압의 실효치

유효 전력의 표현 :

단위 : [W]
무효전력(Reactive Power)

정의 :실제로는 아무런 일을 하지 않아 부하에서 전력으로 이용될 수 없는 전력

무효 전력의 표현 :

단위 : [Var]
피상 전력(Apparent

정의 :전원에서 공급되는 전력으로 유효전력과 무효전력의 벡터의 합

피상 전력의 표현 :

단위 : [VA]
단상일 경우 삼상일 경우의 피상 전력

3 상의 이득은 단상의 루트 3배인 것을 알고 있으실 겁니다.

따라서

단상 교류인 경우에는

로 나타내며

3상 교류인 경우에는

로 나타냅니다.

역률, 무효율 이란?

교류 전압을 인가했을 때

전압에 인가되어 실제로 일을 하는 유효 전력

인덕터나 캐피시터의 영향으로 일을 하지 않는 무효 전력

인가되는 교류 전압 그 자체인 피상 전력이 있다는 것을 알았습니다.

그리고 이들의 관계를 이용해서 교류 전압을 인가했을 때,

실제로 일을 하는 전력의 비율을 역률이라고 하며, 실제로 일을 하지 않는 전력의 비율을 무효율이라고 합니다.

즉 역률이란 교류 전압을 인가했을 때 실제로 일을 하는 전력의 비율이고

무효율이란 교류 전압을 인가했을 때 실제로 일을 하지 않는 전력의 비율입니다.

역률

정의 : 교류전압을 인가했을 때 실제로 사용되는 전기 에너지의 비율 즉 교류회로에서 유효전력과 피상 전력과의 비

역률의 표현 : 역률 = 유효전력/피상전력 = COS

무효율

정의 : 교류 전압을 인가했을 때 일을 하지 않는 전기 에너지의 비율 즉 교류회로에서 무효 전력과 피상 전력과의 비

무효율의 표현 : 무효율= 무효전력/피상전력무효전력/피상 전력= SIN

직류의 역률

직류는 주파수가 없는 즉 주파수가 0인 전류입니다.

따라서 인덕터에 직류를 흘리면 단락 즉 Short가 되고

캐피시터에 직류를 흘리면 개방 즉 Open이 됩니다.

따라서 직류는 역률이 없습니다.

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[전력시스템] 무효전력, 유효전력, 피상전력 뜻과 개념 정리

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손실이 나면 무효전력! 피상전력은 만들어지는 전력, 유효전력은 실제 쓰이는 전력

◈매 포스팅마다 언급하겠지만 수식적인 이해보다는 내가 이해한 내용의 개념위주로 정리하겠다.

다른 블로그나 사이트에 수식적으로 어마무시하게 잘 정리된 곳이 더 많을 뿐더러, 그렇게 수식적으로 정리할 자신이 없다. 자세한 수식은 언제나 원서로 공부하는게 베스트이다.

다만 내가 정리하고자 하는, 내가 이해한 개념들을 쉽게 적고 풀어써 나 자신의 이해를 돕기 위함과, 혹시 이 포스팅을 볼 분들에게 ‘개념적’으로 조금이나마 도움을 주고싶다.

이번 포스팅은 전력이 만들어지는 손실 등과 얼만큼 전달되는지를 나타내는 피상전력, 유효전력 무효전력이다.

◈저 멀리서 바닷가 근처에서 만들어진 전기, 전력은 어마 무시하게 길고도 긴 고압선들을 타고 도심까지 온다.

필연적으로 그 과정에서 ‘손실’이 발생하게 된다. 물론 이론적이라면 만들어진 전력과 우리 도심 근처에서 쓰이는 전력이 같겠지만(이론상 같다고 본다. 단위는 물론 다르다)

현실에선 도선의 저항이라던지 손실이 발생하므로, 그 값을 정확하게 계산해내고자 하는게 무효, 유효 전력의 개념의 시작이다.

피상전력, 유효전력, 무효전력

◈긴말 없이 바로 설명하겠다.

-> 교류 파형으로 전달되므로 수식에 cos, sin이 들어감.

-> 오일러의 법칙을 사용하면 삼각함수를 복소수 영역에서 풀이가 가능해짐.

-> 피상전력(Apparent Power, 단위 VA)은 실제 발전기에서 만들어지는 전력임

->무효전력(Reactive Power, 단위 VAR)은 전달되는 도중 사라지는, 손실, 무효 전력임

커패시터나 인덕터의 영향으로 허수부의 표현으로 수식이 쓰이기 때문에 해당 부분을 무효전력으로 본다.

->유효전력(Active Power,단위 VA)은 실제로 부하단에서 쓰이는 전력이다.

생산된 양(피상전력 S)에서 얼만큼의 손실이 생기고(전력이 사라지고, 무효 Q되고), 실제 전력으로 쓰이는지(유효전력 P)에 대한 개념들이다.

피상전력, 유효전력, 무효전력, 결국 손실에 관한 개념들이다.

아, 전력 값이니 당연히 단위는 모두 전압과 전력을 곱한 수식이다. 다만, 3가지 변수를 서로 비교하기 위해 단위표기법만 바꿨을 뿐.

-> 이론상 무효전력이 없다면= 허수부가 없다면 = 무효전력 Value가 0이라면, 각도(세타)도 0도가 된다.

-> 각도가 0도이면, 피상전력과 유효전력 값이 같다! S=P!

-> 하지만 현실에선 그럴 일 없으므로 각도가 존재하며 cos(θ)를 역률, Power factor로 칭한다.

-> 역률이 1이면, 각도가 0이고, 비율이 1! 손실제로! 이상값! 으로 표현된다. 당연히 1에 가까울수록 좋은거고.

S=P+jQ로 표현되며, S의 크기는 당연히 피타고라스로 S^2=P^2+Q^2을 해주시면 된다.

◈P와 Q에 대해선 전력방정식의 쉽다면 쉽고 복잡하다면 복잡한 수식들이 기다리고 있으니 해당 부분은 원서를 참고해주시는게 속편하다.

◈혹시 허수부의 표현이 이해가 되지 않는다면, 커페시터와 인덕터의 임피던스(리엑턴스) 수식까지 참고하여 계산해본다면 조금은 이해가 빠를 것 같다.

수식적인 내용은 다루지 않겠다.

#와이디 생각

– 개념만 적어서 겁나 쉬워보이는데…

– 아직 난 원서의 절반도 이해 못한 거 같으…

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(2/2) 유효전력,무효전력,피상전력,역률이란 무엇인가?(뜻,정의)

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[전력시스템] 무효전력, 유효전력, 피상전력 뜻과 개념 정리

1. 유효전력이란? / 무효전력이란?

유효 전력

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