直流送電について

質問

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No.3

GTAC · ベストアンサー

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/

お礼

詳しい説明をありがとうございました。
大変よくわかりました。これで自信を持って説明できます。ありがとうございました。

回答No.2

shino0413

その説明で良いと思います。

ところで、学校か何かの先生ですか？
＞その理由を答えるのに困っています
そうであれば、教える相手にもそれなりの知識があるでしょうから、ＲＬＣの近似回路
（ＲＬの直列とＣの並列回路）を示して、直流（周波数ｆ＝０）においては無効分が発生
しないことを説明した方が良さそうに思いますが。

お礼

ありがとうございます。
私は先生ではありません。ただ単に、説明する用件があって、そこでのためにお力をお借りしただけですので。

回答No.1

mermaid2004

その通りですが、何故位相がずれると無効電力が発生するのかの理解が必要です。

電圧と電流を９０度の位相でグラフ用紙に波形を書いて、波形を追って瞬時で　電圧＊電流の計算をすれば理解出来ると思います

お礼

ありがとうございます。