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역률이란? (Power Factor)
발전소에서 전원을 공급할때 발전방식과 효율에 의해 AC (교류)로 전달 됩니다. 아래 그림의 빨간색 선과 같이 전압이 발전소에서 가정으로 공급된다고 생각하겠습니다.
여기서 저항과 같은 일반적인 수동 소자(Passive)를 사용하면 전압(Voltage)과 전류(Current)는 동일 위상을 가집니다. 즉, 빨간색 선과 동일한 사인파가 전류에서도 생깁니다. 여기서 크기만 저항 사이즈에 따라 줄어들게 됩니다.
하지만 많은 전자 제품은 많은 캐패시터(Capacitor)나 인덕터(Inductor)와 같은 능동(Active) 소자로 구성되어 있습니다. 능동 소자의 특징은 아래 2가지만 기억하겠습니다.
1. 인덕터 부하를 통과하면 전류는 전압보다 90도 느려진다.
2. 캐패시터 부하를 통과하면 전류는 전압보다 90도 빨라진다.
위 그림에서 녹색 전류는 전압보다 90도 느리므로 인턱터 부하를 통과했음을 알 수 있습니다.
위와 같은 현상에 의해 실제 사용되는 전류값이 부하에 의해 결정됩니다.
부하에 의해 결정된 전류 성질은 COSΘ 로 표현할 수 있습니다. 여기서 COSΘ 가 역률(Power Factor) 입니다.
즉, 저항과 같은 수동 부하를 사용하면 역률 COSΘ는 1이 되어 모든 전력을 다 사용할 수 있는 것입니다.
유효전력, 무효전력, 피상전력 (Real Power, Reactive Power, Apparent Power)
일반 전기 제품은 수동 소자와 능동 소자의 조합이므로 이에 의해 결정되는 역률 값이 있습니다.
피상 전력(Apparent Power)은 VA로 표기하고 볼트 암페어 라고도 하기도 합니다. 이는 발전소에서 공급하는 전원으로 무효 전력(Reactive Power)와 유효 전력(Real Power)를 합친 값입니다. 만일 역률이 좋지 않아 무효전력이 높아지고 이에 의해 피상 전력이 높아지면 발전소에서 더 많은 전력을 생산 해야 하므로 법으로 전자제품의 역률에 대한 하한치를 잡고 있습니다.
유효 전력은 전자제품의 역률에 의해 실제로 사용되는 전력을 말합니다. 무효 전력은 반대로 역률에 의해 실제로 사용되지 않는 전력을 의미 합니다.
앞서 피상 전력을 VA로 표기하였고 유효 전력을 Watt(와트)로 표기 합니다.
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