力率計算
有効電力と皮相電力から力率と無効電力を求める。
力率計算
力率は、AC負荷が皮相電力（ボルトアンペア）を有効電力（ワット）にどれだけ効率的に変換するかを示します。力率1.0は電流がすべて有効仕事に使われること、値が低いほど比例しない実効電力のために余分な電流が循環することを意味します。
本計算機は有効電力（kW）と皮相電力（kVA）を入力し、力率と無効電力（kVAR）を返します。電力会社、発電機、変圧器はしばしばkVA定格—力率を知ることで、その定格と機器が供給できる実kWが結びつきます。
モーター負荷の理解、発電機のサイジング、メーターデータの解釈に使えます。既知の電圧・力率で線電流が必要な場合は、ワット→アンペア計算・アンペア→ワット計算と併用してください。
この計算機の仕組み
- 有効電力（kW）を入力—実際の仕事：加熱、機械出力、有用な電気負荷。
- 皮相電力（kVA）を入力—回路のボルト×アンペア÷1000、または銘板kVA。
- 皮相電力は有効電力以上である必要があります。そうでなければ力率が1を超え、受動負荷では物理的にあり得ません。
- 力率 = kW ÷ kVA（結果は1.0で上限）。
- 無効電力 kVAR = √(kVA² − kW²)—励磁または蓄エネルギー成分。
力率の基本関係
力率 = 有効電力 ÷ 皮相電力 | 無効電力 = √(皮相電力² − 有効電力²) | 皮相電力² = 有効電力² + 無効電力²
有効電力（kW）は仕事をします。無効電力（kVAR）は源と負荷の間を往復し正味消費しません—モーターや変圧器に典型です。皮相電力（kVA）はベクトル合成：皮相電力² = 有効電力² + 無効電力²。力率は電圧と電流の位相差の余弦；単位が揃えば力率 = 有効電力÷皮相電力です。
本ツールで使う式
- 力率 = 有効電力 (kW) ÷ 皮相電力 (kVA)。
- 無効電力 (kVAR) = √(kVA² − kW²)。
- 皮相電力は有効電力以上である必要があります。
計算例：2.4 kW、3 kVA
作業場の機械が2.4 kWの有効電力、メーター上3 kVAの皮相電力で動作している場合。
- 力率 = 2.4 ÷ 3 = 0.8。
- 無効電力 = √(3² − 2.4²) = √(9 − 5.76) = √3.24 ≈ 1.8 kVAR。
- 120 V単相では皮相アンペア ≈ 3,000 VA ÷ 120 ≈ 25 A；実効ワットは依然2,400 W。
- 力率を1.0に近づけると同じkWで電流が減少—発電機や配線のサイジングに有用。
実務のヒント
- 抵抗負荷（ヒーター、白熱灯）は力率1.0付近；誘導モーターはしばしば0.7〜0.9。
- 発電機銘板のkVAは皮相定格—期待力率を掛けて実kW容量を求めます。
- 力率が低いと同じkWでも電流が増え、配線・ブレーカー・変圧器を大きくする必要があります。
- 力率改善コンデンサは産業用モーター回路のkVARを低減します。
- kWをkVAより大きく入力しないでください—受動負荷では力率は1を超えられません。
よくある質問
良い力率とは？
1.0（力率1）が理想—皮相電力がすべて有効電力です。多くの電力会社は0.9〜0.95未満の産業向けに課金します。住宅負荷は混在しがち；モーターやHVACは0.8〜0.95で動作することが多いです。高いほど効率と電流負荷の面で有利です。
kW、kVA、kVARの違いは？
kWは有効電力（仕事）。kVAは皮相電力（ボルト×アンペアをスケール）。kVARは無効電力（非仕事成分）。直角三角形の関係：kVAが斜辺、kWとkVARが直角辺です。
力率が低いと何が問題？
同じ実kWでも力率が低いほど皮相kVAとアンペアが大きくなります。ケーブル、ブレーカー、発電機はワットだけでなくアンペア（kVA）でサイジングします。低力率は無効循環で配電容量を浪費します。
DC回路にも使える？
いいえ。DCでは電圧と電流に位相差がなく、実質力率は1です。DCはワット→アンペア計算やオームの法則を使ってください。本計算機はACの有効対皮相電力用です。
ボルトとアンペアからkVAを求めるには？
単相：kVA = (ボルト × アンペア) ÷ 1000。三相線間値は√3を使う別式です。メーター、銘板、または計算で得たkVAと既知のkWを本ツールに入力してください。
ワット→アンペア計算との関係は？
ワット→アンペア計算はワット・ボルト・力率からアンペアを求めます。本計算機はkWとkVAから力率とkVARを導出します。メーターでkWとkVAがわかっているときは本ツール、力率がわかっていて電流が必要なときはワット→アンペア計算を使ってください。
関連ガイド
関連計算ツール
関連ツールでサイジングを続ける。