力率の測定について

質問

電気量の計測において力率を計る力率計は何故電流と電圧の位相角が計器で針の動きとして出てくるのですか？
原理を教えて下さい。

回答No.2

foobar · ベストアンサー

WEBページを探したのですが、適切なページがなかったので、うまく説明できるかどうか判りませんが、、
（「電気計測」の教科書には原理図が載っているかと思います。）

まず、固定子コイルひとつと回転子コイル二個(90度の角度で取り付けられている）を用意します。
固定子コイルの電流をi1,回転子コイルの角度をθ、回転子コイルの電流をi2,i3とすると、回転しコイルにかかるトルクは
i1*(i2 sinθ+i3sin(θ+90°)=i1*(i2 sin(θ)+i3cos(θ))
となります。
ここで、i1に負荷電流Iを、i2には抵抗を接続して電源電圧Vと同相電流を、i3にはコンデンサを接続して電源電圧とは90度進んだ（振幅はi2と同じ）電流を流せば、トルクは
Isin(wt-φ)*Vsin(wt)*sin(θ)+Isin(wt-φ)Vcos(wt)*cos(θ)
となります。ここで、一周期での平均トルクを計算すると、
1/2IV(cos(φ)sin(θ)-sin(φ)cos(θ))
となります。
で、この回転子が静止するのは、平均トルク=0から、
θ=φ
の角度　ということになり、電圧と電流の位相角を検出できます。

回答No.1

ymmasayan

電流と電圧を２つのコイルに流します。
この２つのコイルの間に働く力をメータに出します。
コイル間に働く力は電流と電圧の掛け算になりますので、
電流と電圧が同位相のときに力最大、電流と電圧が９０度ずれた時に力最小(０)となります。
したがって力率が表示できます。

単相の原理図が無かったのですが三相の原理図がありましたのでイメージを掴んでください。

参考URL：

http://nippon.zaidan.info/seikabutsu/1996/00448/contents/152.htm

お礼

第一段階程度にクリアしました。
ありがとうございまいた。