10.1에서 P, Q를 이용하여 식을 정리하고 끝났다.
단순히 P, Q로 나누어 이해하는 것이 아니라
우리는 magnitude값을 찾았는지, rms값을 찾았는지에 따라
average power와 reactive power를 구할 수 있다.
Average Power and Reactive Power
P는 average power(real power)로 우리말로는 유효전력이다.
단위는 [W](와트)로 그동안 해왔던 power의 단위와 동일하다.
average power를 유효전력이라고 하는 이유는 실제로 전기 에너지를 소비하기 때문이다.
Q는 reactive power로 우리말로는 무효전력이다.
단위는 [VAR] : volt ampere reactive이다.
에너지를 품고 있거나 내보내는 것이 시차를 만들어내고 결국 phase를 만들어낸다.
위 식은 임피던스와 리액턴스의 관계를 보여준다.
리액턴스에 의해서 만들어지는 power가 바로 Q, reactive power이다.
average power는 우리말로 유효전력이라고 하였고,
reactive power는 우리말로 무효전력이라고 한다고 앞서 이야기했다.
reactive power는 '무효전력' 말 그대로 효과가 없다는 뜻이라고 생각한다면 오산이다.
효과가 없다는 뜻이 아니라,
실제 에너지를 소비하지는 않지만 에너지를 보존했다가 다른 형태로 바뀌는 것으로 이해해야 한다.
여기서 말하는 다른 형태는 magnetic/electric field energy이다.
이제 3가지 circuits을 알아볼 것이다.
1. Purely Resistive Circuits
2. Purely Inductive Circuits
3. Purely Capacitive Circuits
나중에 전력의 식을 보고 어떤 회로인지 구분할 수 있다.
1. Purely Resistive Circuits
resistor만 있을 때 phase는 다음과 같다.
이므로 저항만 있을 때 power는 다음과 같다.
저항이 에너지를 보충해주는 소자는 아니므로 저항만 있을 때 power는 항상 0보다는 크다.
전체적으로는 에너지를 소비하는 모습을 볼 수 있다.
2. Purely Inductor Circuits
current의 phase보다 voltage의 phase가 항상 90\degree 앞서 있으므로
뒤처진다는 lag라는 단어를 사용하여
current가 lag한다고 말할 수 있다.
average power P=0이고,
reactive power만 가지고 있어서 주기에 따라 -1과 1을 계속 반복하는 모습을 볼 수 있다.
소비하는 것 같지만 소비하지 않고 다시 복원된다.
3. Purely Capacitive Circuits
capacitor만 있는 회로에서는
current가 voltage보다 90\degree lead한다.
reactive power가 negative이다.
Power Factor
average/reactive power에서 angle값이 영향이 주는데,
\theta_v - \theta_i를 power factor angle이라고 한다.
power factor는 voltage와 current 간 phase angle의 cosine값이고,
reactive factor는 voltage와 current 간 phase angle의 sine값이다.
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