🔌 교류 전력 계산기

교류(AC) 회로에서의 유효 전력, 무효 전력 및 피상 전력을 계산합니다.

Inputs

상 시스템 (Phase)

전압 (V)

전류 (I)

위상각 (θ)

Results

유효 전력 (P)

0.00 W

무효 전력 (Q)

0.00 VAR

피상 전력 (S)

0.00 VA

역률 (PF)

0.0000

전력 삼각형 (Power Triangle)

계산기 설명

교류(AC) 전력 계산기는 전압과 전류가 정현파로 공급되는 교류 회로에서 유효 전력(Real Power), 무효 전력(Reactive Power), 피상 전력(Apparent Power) 및 역률(Power Factor)을 구합니다. 직류 회로와 달리, 교류 회로에서는 전압과 전류 사이에 위상차가 생기기 때문에 둘을 단순히 곱한 값이 실제로 일을 하는 전력이 되지 않습니다.

이 계산기가 구하는 것

입력한 전압(V), 전류(I), 위상각(θ)으로부터 세 가지 전력 성분과 역률을 계산합니다. 단상뿐만 아니라 3상 시스템(√3 인자 적용)도 다룹니다.

왜 필요한가

케이블·차단기·변압기의 정격(피상 전력 기준) 선정 및 과부하 검토
역률 개선(PFC)이 필요한지 판단하여 무효 전력 보상 설비 설계
설비의 실제 에너지 소비(유효 전력)와 전기요금 절감 효과 추정

계산 공식

교류 전력 공식

전압과 전류의 위상차 θ에 대해 피상 전력 S는 두 크기의 곱, 유효 전력 P는 위상차만큼의 일량, 무효 전력 Q는 에너지를 왕복시키는 성분입니다.

S = V I

P = S\cos(\theta) = V I\,\text{PF}

Q = S\sin(\theta)

\text{PF} = \cos(\theta)

* 3상 시스템의 경우 피상 전력에 √3을 곱합니다: S = √3 × V_L × I_L

S — 피상 전력 (Volt-Amperes, VA)
P — 유효(실) 전력 (Watts, W)
Q — 무효 전력 (Volt-Amperes Reactive, VAR)
θ — 전압과 전류 사이의 위상각 (도 또는 rad)
V, I — 전압 [V] 및 전류 [A]
PF — 역률 (−1 ~ 1, 보통 0 ~ 1)

식의 의미 (어떻게 구하나)

역률 PF가 1에 가까울수록(θ→0) 유효 전력 P가 피상 전력 S에 가까워져 에너지를 효율적으로 사용합니다.
θ가 커지면 cos(θ)는 작아지고 무효 전력 Q = S·sin(θ)는 커져, 같은 유효 전력을 내기 위해 더 큰 전류가 필요합니다.
3상 시스템은 상 간 위상차 120°를 이용하므로 선간 전압 기준으로 √3 인자가 붙습니다.

계산 예시

단상 회로에서 V = 230 V, I = 10 A, θ = 36.87°(cosθ = 0.8)라면 S = 2300 VA, P = 2300 × 0.8 = 1840 W, Q = 2300 × sin(36.87°) = 1380 VAR입니다. 역률이 0.8이므로 공급 전류의 20%는 무효 성분으로 소모됩니다.

유용한 팁

실무 팁

역률이 낮으면 같은 부하에 더 큰 전류가 흘러 배선 손실(I²R)과 전압 강하가 커집니다. 일반적으로 PF ≥ 0.9 권장.
유도전동기·변압기·형광등 등은 지연(유도성) 부하로 무효 전력을 발생시키므로 평균 역률을 모니터링하세요.
축전기(커패시터)를 병렬로 연결하면 무효 전력을 보상해 역률을 올릴 수 있습니다.

한계와 주의사항

이 계산기는 이상적인 정현파와 선형 부하를 가정합니다. 비선형 부하(정류기 등)의 고조파는 별도로 다뤄야 합니다.
위상각 θ를 모를 경우 전력계(Wattmeter)나 역률계로 직접 측정하는 것이 정확합니다.
3상 값은 선간 전압(V_L)과 선 전류(I_L) 기준이며, 선·중성선 전압을 쓰면 √3 인자가 달라집니다.