力率：RLC三兄弟と寄り道の話

力率とは何でしょう？分かりやすいようにお話を作りました。

【お話】RLC三兄弟と寄り道の話

昔々、あるところにRLCという小学生の三兄弟がいました。RLCの三人は小学校から家まで、いつも別々の道を通って帰っていました。

まじめな長男のR君は、寄り道せずまっすぐ家に帰っていました。
山が好きな次男のL君は、山に寄り道してから家に帰っていました。
海が好きな三男のC君は、海に寄り道してから家に帰っていました。

いつも寄り道するL君とC君に困ったお母さんは知恵を使い、L君とC君に言いました。

「LとCは今日から二人一緒に帰ってきなさい」

L君とC君は仕方なく一緒に家に帰ることにしました。
L君が言いました。「ねえ、山に寄り道して帰ろうよ！」
C君が言いました。「ねえ、海に寄り道して帰ろうよ！」
しかし、山と海は正反対です。一人がどちらかに寄り道しようとすると、もう一人が正反対に寄り道しようとして引き戻します。帰り道で二人はずっとそうやって海へ山へと引っ張り合いし続けました。そして気づいてみるとお母さんの知恵はうまくいき、二人は海にも山にも寄り道せず、まっすぐ家に帰ってきましたとさ。

【解説】

交流電力では、寄り道の好きな小学生が電力を無駄にします。力率とは、寄り道せずまじめに家に帰る度合いを表す数字です。寄り道せずまっすぐ家に帰るR君の力率は1.0（100%）です。寄り道が多ければ多いほど力率は低くなります。一般的な機器の力率は0.8(80%)程度です。力率改善とは、寄り道好きなL君とC君を一緒にして寄り道しないでまっすぐ帰るように調整することです。

【もっと解説】

交流では負荷の性質は下記の３種類あります：

１）電圧と電流が同じタイミング(同相)で作用する抵抗(resistance)
　　ヒーター、電球、海水等で、記号 R で表します。

２）電圧より電流の位相が90°遅れて作用する誘導性抵抗(inductive reactance)
　　モーター、リアクトル、コイル、変圧器等、記号を L で表し、リアクタンスと言います。

３）電圧より電流の位相が90°進んで作用する容量性抵抗(capacitive reactance)
　　コンデンサが主たるもので、記号 C で表し、単にコンデンサ(容量)と言います。

このように、負荷の性質によって電圧と電流に位相差が生じます。位相差があると、電圧と電流の積である電力も変化して「寄り道」してしまい、位相差の分だけ無駄が生じます（無効電力）。「位相」というのはベクトルの方向です。コイル（L）とコンデンサ（C）ではこの位相（方向）が正反対になります。冒頭の「お話」ではこれをたとえて、Lの位相が「山側」、Cの位相が「海側」となっています。抵抗（R）は位相差がないので無効電力（寄り道）もありません。

掲載：2006年12月8日