저항과 리액턴스의 직렬 및 병렬 회로에서의 역률 및 무효율 (회로이론)

1. 저항과 리액턴스의 직렬 회로

회로 구성

저항 R과 리액턴스 X가 직렬로 연결된 회로를 생각해봅시다. 리액턴스는 인덕턴스 L나 커패시턴스 C 중 하나로 구성될 수 있습니다.

 

임피던스 (Impedance)

직렬 회로의 총 임피던스 Z는 다음과 같이 계산됩니다.

전류 (Current)

옴의 법칙에 따르면, 전압 V가 걸린 회로에서 전류 III는 다음과 같이 계산됩니다

 

 

역률 (Power Factor)

역률은 실제 전력과 피상 전력의 비율로, 저항성 성분과 리액티브 성분의 위상차로 인해 결정됩니다.

역률(PF)=cos⁡(θ)

여기서 θ는 전압과 전류 사이의 위상각입니다.

무효율 (Reactive Power Factor)

무효율은 리액티브 전력과 피상 전력의 비율을 나타냅니다.

무효율(QF)=sin⁡(θ)

 

 

 

2. 저항과 리액턴스의 병렬 회로

회로 구성

저항 R과 리액턴스 X가 병렬로 연결된 회로를 생각해봅시다. 리액턴스는 인덕턴스 L나 커패시턴스 C 중 하나로 구성될 수 있습니다.

 

어드미턴스 (Admittance)

병렬 회로의 총 어드미턴스 Y는 다음과 같이 계산됩니다.

 

총 어드미턴스는

임피던스 (Impedance)

총 어드미턴스의 역수를 통해 전체 임피던스 Z를 구할 수 있습니다.

전류 (Current)

전체 전류 I는 각 소자에 걸리는 전류의 합입니다.

역률 (Power Factor)

병렬 회로에서도 역률은 위상각 θ로부터 구할 수 있습니다.

 

무효율 (Reactive Power Factor)

병렬 회로의 무효율도 마찬가지로 위상각 θ로부터 구할 수 있습니다.

무효율(QF)=sin⁡(θ)