質問: 直流送電について 直流送電に無効電力はありませんが、どうしてないのか、その理由を答えるのに困っています。 (理由といっても簡単なものでokなのですが) 私の考えた理由としては、 「直流では、交流のように位相のずれが発生することはなく、位相角が存在しないので直流送電に無効電力は発生しない」 なのですが、これで合っているでしょうか?もっと的確かつ簡単な言い方があるのでしょうか?
回答: 電力は電流x電圧ですね。 交流の電力をどうやって求めるのでしょうか? 交流電圧はe=esinωt つまり周波数ωのサインカーブです。 交流電流はi=isin(ωt-φ) で表現され、これも周波数がωのサインカーブですが電圧と電流との間には位相差φがあります。 もし位相差が0(同相)であれば、電流と電圧の積(電力)は p =e x i = ei (sinωt)^2 (2乗) になり、これは周波数が2ωのサイン関数になります。 ここまでの議論は瞬間の値です。 電力は一定時間たとえば1秒とか1時間とかに仕事をどれだけするかを考えます。 上記のpを1周期にわたって積分すると電力が求まります。 これが交流の有効電力で、正の値をとります。 これは上記の積が1周期のあいだじゅう常に正の値になるためです。 もし位相差があると上記の積は1周期の間に正の値をとることもあれば負の値を取ることもあり、1周期を積分すると位相差が0のときと比べて少ない値になります。 位相差0が最大で位相差が増えるにしたがって有効電力は減っていき、位相差90度で有効電力は0になります。 無効電力は電流が流れているのに仕事をしない電力という意味です。位相差0で無効電力が0、位相差90度で最大になるように計算します。 (大学課程の電気工学ではそこはsinを使って演算することになりますが、式による説明は省き、定性的な説明をしています) 直流の場合、周波数は無いので位相差も無く、電流と電圧の積はつねに正の値をとります。 つまり説明のポイントは、「瞬時の電力」と「瞬時電力を1周期にわたって積分した電力」を区別した上で説明すればよいことになります。 式と図の説明が必要であればこちらをご覧ください 参考url:http://www.yokogawa.co.jp/tm/ti/keimame/power/