交流回路における電力とは何ですか
AC回路は通常、電力分配と電力送電の目的で三相です。単相回路は一般的に家庭用供給システムで使用されます。
三相AC回路の総電力は単相電力の3倍です。
したがって、三相システムの単相での電力が‘P’であれば、三相システムの総電力は3P（三相システムが完全にバランスしている場合）となります。
しかし、三相システムが完全にバランスしていない場合、システムの総電力は各相の電力の合計になります。
例えば、三相システムにおいて、R相の電力がPR、Y相の電力がPY、B相の電力がPBである場合、システムの総電力は
これは単純なスカラー和であり、電力はスカラー量だからです。これが理由で、三相電力の計算や分析をする際には、単相だけを考えれば十分です。
図のようにネットワークAがネットワークBと電気的に接続されているとします：
単相システムの電圧波形の式を以下のように考えます：
ここでVは波形の振幅、ωは波の伝播の角速度です。
次に、システムの電流をi(t)とし、この電流は電圧から角度φの位相差を持っています。つまり、電流波は電圧に対してφラジアン遅れて伝播します。電圧と電流の波形は以下の図のようにグラフで表すことができます：
この場合の電流波形は以下のようになります：
現在の瞬間的な電力の式は、
[ここでVrmsとIrmsは電圧と電流波形の実効値]
次に、Pを時間に対してプロットしてみましょう：
グラフから、Pは負の値を持たないことがわかります。したがって、非ゼロの平均値を持つことになります。これは、システム周波数の2倍の周波数を持つ正弦波です。次に、電力方程式の第2項、つまりQをプロットします。
これは純粋な正弦波であり、平均値はゼロです。したがって、これらの2つのグラフから、PはAC回路における電力の成分であり、実際にネットワークAからネットワークBへ輸送されることが明らかです。この電力はネットワークBで電力として消費されます。
一方、Qは実際にネットワークAからネットワークBへ流れることはありません。むしろ、ネットワークAとBの間で振動します。これは、ネットワーク内のインダクターやコンデンサのようなエネルギー貯蔵要素に入り出る電力の成分です。
ここで、Pは電力の実部または有効部と呼ばれ、Qは電力の虚部または無効部と呼ばれます。
したがって、Pは実電力または有効電力と呼ばれ、Qは虚電力または無効電力と呼ばれます。有効電力の単位はワットであり、無効電力
