【基礎から学ぶ交流回路】 ひずみ波の消費電力 ~抵抗で消費される平均電力の求め方

電気電子
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基本的に”イメージ”を意識した内容となっておりますので、基礎知識の無い方への入門向きです。
じっくり学んでいきましょう!

今回は、「ひずみ波の消費電力」についての説明です。

ひずみ波の消費電力を求めるためのポイント

ひずみ波交流電圧もしくはひずみ波交流電流の実効値を利用する。

ひずみ波の消費電力

ひずみ波交流電流i=V1sinωt+V2sin3ωtが抵抗Rに流れているとします。
この時に抵抗Rで消費される平均電力Pは、通常通りP=RI2で求めることが可能です。

ただ、ここで出てくるIが問題です。
このIは一体何だと思いますか?
答えは、ひずみ波交流電流の実効値です。
最大値では無いです。

実効値とは、ある直流電圧/電流と同じ働きをする交流電圧/電流のことです
なので、ひずみ波交流電流の実効値を求めれば抵抗での消費電流も自ずとわかるわけです。

ひずみ波の実効値は、ひずみ波に含まれる直流成分・基本波・高調波の全成分の実効値を2乗して、足し合わせて、平方根にした値(2乗和の平方根)になります。
なので、実効値Iは以下のようになります。

ひずみ波交流電流iのV1及びV2は実効値ではなく最大値であることに注意しましょう。
後は、P=RI2に則って計算すれば答えが導き出せます。

以上、「ひずみ波の消費電力」についての説明でした。


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