역률

역률은 피상전력 중에서 부하에 공급되는 유효전력은 얼마만큼 있는지를 의미한다. 부하에 필요한 전력은 유효전력이지 무효전력이 아니기 때문에 단위역률(역률 = 1)을 목적으로 설계하는 것은 굉장히 중요한 부분이다.

 

즉, 역률은 cosθ이고 역률을 높이기 위해서는 θ를 최대한 0으로 만들어야 한다. 그러니까 교류입력전압과 입력전류의 위상차를 최대한 줄이고 입력전류의 파형 모양이 입력전압의 파형 모양과 근접하면 역률을 높일 수 있다. 여기서 몇몇 분들은 애초에 전압과 전류의 위상 차이가 나는 원인이 무엇인지 의문이 들 수도 있다. 결론부터 말하자면 부하단에 L과 C의 존재로 전압과 전류의 위상차가 나타나면서 무효전력이 발생하는 것이다. 교류전기회로의 부하단에 R과 더불어서 L을 같이 사용하면 전압보다 90º만큼 뒤지는 지상전류가 흐르고 C를 같이 사용하면 전압보다 90º만큼 앞서는 진상전류가 흐른다. 이러한 이유로 L과 C를 사용하면 전압과 전류의 위상차가 나타난다. 만약, L과 C를 사용하지 않고 부하를 저항으로만 사용했을 때는 전압과 전류의 위상이 똑같아지기 때문에 단위 역률을 만족하고 부하에 공급되는 전력은 모두 유효전력이 된다. 그러나 저항만으로 구성된 부하는 현실에서 거의 없기 때문에 단위 역률을 만족시키는 것은 굉장히 어려운 문제이다.