あれの開発記 17ページ目 再び電力を計ろう

※一生懸命作ったので、宜しければ投票お願いします。http://www.freescale.co.jp/event/FTFJ/index.html
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※ここでも同様の実験を行っています。
http://hamayan.blog.so-net.ne.jp/2007-02-13
まず半田鏝の消費電力が落ちるのは、温度が上がると抵抗値も上がるからです。これは熱暴走しない見事な特性ですね。

この実験の時に使用した扇風機は自称44Wの扇風機でしたが、実際に流れていた電流は0.812Aだったので、今回使用した扇風機に比べて随分効率(力率)が落ちている事になります。やはり電化製品は新しい物の方がエコなのか？。あまり表に見えない性能上の改良を地道に行っているメーカーを探す。そう言った比較も面白いのではないでしょうか。

前回は抵抗性負荷の代表としてオーブントースターの電圧・電流・電力を計ってみました。今度は誘導性負荷の代表として扇風機の電力を計って見ます。

一番上の写真が扇風機とセンサーノードのセットです。扇風機ですが去年買った割にはスイッチが押しボタン式とアナログな奴ですが、しかしマイコン野郎が改造にするには持って来いの奴です。

2番目、3番目、4番目の写真がそれぞれボタンの”弱”、”中”、”強”になっています。
それぞれ電流と電力を見て行くと、”弱”が0.22Aで21W、”中”が0.29Aで29W、”強”が0.48Aで40Wとなっています。
ちなみにこの扇風機の消費電力を見てみると、50Hzで40Wと記載されていますのでピッタリですね。ですが、、、何か変ではないでしょうか。

そうです、”強”の時の電流値が0.48AなのでVAで言えば48VAとなります。8VA分何処かに行ってしまいました。

続いてオシロスコープの波形を見てみます。緑色の波形は電圧波形、黄色の波形は電流波形です。1番目から”弱”、”中”、”強”となっています。

これを見ると”強”の波形のみ電流が随分遅れている事が判ります。”弱”、”中”はそれ程でも有りません。

この電流の遅れが8VAの誤差となっています。コイル等の誘導性負荷に交流信号を入れると、電圧波形に対して電流波形が90°遅れる事はご存知かと思います。勿論扇風機が全て誘導性負荷で出来ている訳ではないので、抵抗、誘導、容量の合成ベクトル分位相が変化する事になりますが、基本的に容量に対して誘導成分が大きいので、この様に電流が遅れて見えています。

前回電流や電力の計算方法を示しましたが、この様に電圧と電流の位相にずれが生じると、消費電力はずれが0°に比較して小さくなってしまいます。一見消費電力が小さくなって良い様に思えますが、実際には電気の使用効率が落ちているのであって決して良い事ではありません。実際にこの扇風機に必要な電流は0.48Aなので、それだけ余分な電流が配線やブレーカー等の機器の全てに負担となって掛かっている事になります。

また、電気機器のラベル等に記載されている消費電力で概算する電流よりも実際には大きな電流が必要と言う事は、契約電流値もその分を考慮しておかないと、思ってもみないところでブレーカーが落ちてしまったりする訳です。

一般家庭では電気会社とは電流契約なのであまり関係無いのですが、事業所等では電力契約を結ぶ事となります。
この時位相誤差が大きいと、それに応じて割高な電気料金を課金されてしまいます。
そこで事業所等では誘導成分で遅れた位相を進める為に、コンデンサを入れて位相の遅れを調整する所も有ります。力率改善コンデンサとか、進相用コンデンサとか呼ばれています。
一般家庭に比べて電力消費の大きな事業所での電気代節約等に役に立ちます。

まあいずれにせよ、一般家庭でも事業所でも、消費電力だけでなく、無効となってしまった電力も調べるのは、エコ(私の場合はエコノミーね！)には有効です。

ちなみに”弱”、”中”であまり位相が変化しなかったのは、もしかして抵抗が直列に入っているのかな。その内バラしてみましょう。