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7.2 : 平均電力

実際の電気アプリケーションでは、時間によって変化する瞬間電力の概念はあまり使用されません。代わりに、焦点は平均電力と呼ばれる、より実用的な量に移ります。平均電力は、指定された期間にわたって瞬間電力を積分し、その後その期間で割ることによって決定されます。

Equation 1

瞬間電力の式は、平均電力の時間領域式に到達するように簡略化されます。特に、コサイン関数を含む 2 番目の項は、完全なサイクルにわたって平均するとゼロになります。

Equation 2

その結果、平均電力の最終的な式は時間に依存せず、電圧と電流の位相差に依存します。

Equation 3

この式を電圧と電流の積の位相器表現と比較すると、位相器の実部が平均電力に対応することが明らかになります。

Equation 4

電圧と電流が完全に同位相である純抵抗回路では、平均電力は正であり、継続的な電力消費を意味します。逆に、電圧と電流の位相が 90 度ずれている純リアクタンス回路では、平均電力は 0 に減少します。この現象は、エネルギーの周期的な蓄積と放出に起因しており、平均すると、正味電力は消費されません。

瞬間電力は時間に応じて変化しますが、平均電力は一定であることを認識することが重要です。瞬間電力を計算するには、時間領域での電圧と電流が必要ですが、電圧と電流を位相器を使用して周波数領域で表すと、平均電力も決定できます。

平均電力を理解することは、特に抵抗コンポーネントとリアクティブなコンポーネントのさまざまな組み合わせを備えた回路において、電力消費と効率の評価を容易にするため、実際のアプリケーションでは非常に重要です。

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Average PowerInstantaneous PowerTime varying PowerPhasor RepresentationVoltageCurrentPhase DifferenceResistive CircuitsReactive CircuitsPower ConsumptionEnergy StorageFrequency DomainEfficiency Assessment

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