家電の消費電力と省エネについて

質問

• 電化製品の消費電力は電圧と抵抗によって決まります。個々の電化製品の電気代を計算するには消費電力を把握する必要があります。
• 家庭用コンセントを使用する場合、電圧は100V固定であるため、電化製品の消費電力を決めるのは抵抗です。抵抗が大きいほど省エネ効果があります。
• 家電の消費電力を把握することで、エネルギーの無駄を減らすことができます。抵抗が大きいほどエネルギー効率が高くなるため、省エネにつながります。

回答No.5

noname#195146

家電の消費電力はW表示ですね。電気料金もWで表示されています（kWですが）。ところがブレーカを見るとVAと表示されています。

　仰るように、消費電力[W]＝電圧[V]×電流[A]です。発揮する性能が同じであれば、これが少ないほど、省エネであるわけです。家庭用交流電源の電圧は一定としてよいでしょう。すると電流が少ないほどよく、それを決めるのは抵抗です。抵抗が大きいほどよいことになります。

　それは基本ではあるんですが、交流ではコンデンサとコイルが、抵抗と同じような役割を果たします。交流は電圧が変動するわけですが、電圧の高さと電流の大きさが一致しません。その一致率を力率といい、0～1（0％～100％）の値となります。

　力率が1というのは、電圧の高さと電流の大きさの変動が完全一致です。位相が合う、という言い方をします。

　力率が0だと位相が180度ずれます。電圧が最大のときに電流が0、電圧が0のときに電流が最大になります。

　そのため交流での消費電力は、消費電力[W]＝電圧[V]×電流[A]×力率、で表されます。

　力率は普通は1になりません。すると「無駄」に流れる電流が存在するわけです。無駄、とは何も仕事をせずに帰っていく電流です。その電流も加味したのがブレーカの「VA」です。

　家電製品で電力として使用されず、無駄に流れる電流の分は電気料金には加算されませんが、ブレーカはその分も含めて落ちるかどうかが決まる仕組みになっています。ですので、家電製品の消費電力合計で考えたら、ブレーカが落ちるはずがないのに、実際にはブレーカが落ちるということが生じます。

　さらにその先の発電所ではどうでしょうか。力率が1より低いために流れる電流の分は、原理的には発電機に加える仕事としては必要ありません。実際には電流だけをみたら非常に大きいのに、発電機を回す力は少なくて済みます。

　これが、例えば水力発電のように水の流れる量を自由に制御し得るようなものだと、必要最低限のエネルギーで発電すればいいです。しかし、火力、原子力になるとそうはいきません。常に一定の燃料を燃やしています。電気使用者側の力率（常に変動しています）が1になっても耐えられるだけの燃料を燃やし続けます。

　そのため、装置に定格として表示されている消費電力だけでは、つまり単純に抵抗だけと考えるのでは、トータルでどのくらい省エネかどうかは判断しづらいのです。

お礼

ご親切にご教示頂き、ありがとうございました。

電流=電圧/抵抗なので、電圧が一定だと、電流量を決めるのは抵抗なのではないか、という考えを確認するのが、質問の意図でした。

様々な角度からご回答を頂き、大変勉強になりました。皆様のお話を理解するには当方の知識が不足しているようです。

特に力率と位相に関する知識なくしては理解できなさそうですね。
無駄に流れる電流とブレーカーの話はとても興味深いものでした。
ご教示頂いた内容を踏まえてもう少し勉強してみます。

この度は本当にありがとうございました。