A有効電力（P）
交流回路で実際に仕事や熱として消費される電力。抵抗で消費される分がこれにあたり、単位はW（ワット）です。電圧・電流の実効値と力率の積 P = VIcosθ で表されます。電気料金や発熱量の基礎となる量です。
単位は W（ワット）
P = VI cosθ（cosθ は力率）
抵抗で消費され、熱・動力など実際の仕事になる
皮相電力 S との関係：P = S cosθ
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基礎理論
有効電力と無効電力の違い
交流回路では、実際に仕事として消費される「有効電力」と、コイルやコンデンサとの間を行き来するだけで消費されない「無効電力」があります。両者を直角に合成したものが皮相電力で、その比が力率です。第一種電気工事士では力率改善の計算とあわせて頻出です。
比較表で見る違い
| 観点 | 有効電力（P） | 無効電力（Q） |
|---|---|---|
| 記号・量 | 有効電力 P | 無効電力 Q |
| 単位 | W（ワット） | var（バール） |
| 意味 | 実際に仕事・熱として消費される電力 | コイル・コンデンサと電源を往復し消費されない電力 |
| 計算式（単相） | P = V I cosθ | Q = V I sinθ |
| 皮相電力との関係 | P = S cosθ（S=皮相電力 V·A） | Q = S sinθ |
| 力率との関係 | 力率 cosθ = P / S（有効/皮相） | 無効率 sinθ = Q / S |
| 関係式 | S² = P² + Q²（三角形の関係） | 同左（PとQは直角に合成） |
それぞれの詳しい解説
B無効電力（Q）
コイル（インダクタンス）やコンデンサ（静電容量）と電源との間を往復するだけで、実際には消費されない電力。単位は var（バール）。Q = VIsinθ で表され、力率を低下させる原因になります。コンデンサで無効電力を補償すると力率が改善します。
単位は var（バール）
Q = VI sinθ
コイル・コンデンサとの間を往復し消費されない
力率低下の原因。進相コンデンサで補償できる
試験対策のポイント
「有効電力=実際に消費 W、無効電力=往復するだけ var」。皮相電力 S[V·A] は S²=P²+Q² の直角三角形で結ばれ、力率 cosθ=P/S。無効電力を進相コンデンサで打ち消すと力率が改善する。
理解度チェック（3問）
Q1. 無効電力の単位として正しいものはどれか。
- 1W（ワット）
- 2V·A（ボルトアンペア）
- 3var（バール）
- 4Wh（ワット時）
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正解：3. var（バール）
無効電力の単位は var（バール）。有効電力は W、皮相電力は V·A、電力量は Wh。
Q2. 電圧200V、電流10A、力率0.8（遅れ）の単相負荷の有効電力として正しいものはどれか。
- 1800 W
- 21,200 W
- 31,600 W
- 42,000 W
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正解：3. 1,600 W
有効電力 P = VI cosθ = 200 × 10 × 0.8 = 1,600 W。皮相電力は 200×10=2,000 V·A。
Q3. 皮相電力S、有効電力P、無効電力Qの関係として正しいものはどれか。
- 1S = P + Q
- 2S² = P² + Q²
- 3S = P × Q
- 4S = P − Q
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正解：2. S² = P² + Q²
P と Q は直角に合成され、皮相電力 S は S²=P²+Q² の関係になる（電力の直角三角形）。力率 cosθ=P/S。