力率とは？初心者にもわかりやすく簡単に解説｜第二種電気工事士試験対策

力率とは？

力率とは、簡単にいうと、

「電源から送られてきた電力のうち、実際に仕事をしている電力がどれくらいあるか」

を表す割合です。

力率は「％」または「0～1」の数字で表します。

例えば、

• 力率100％ → 1.0

• 力率90％ → 0.9

• 力率80％ → 0.8

となります。

つまり、力率が1に近いほど電気を効率よく利用していると考えることができます。

力率には「有効電力」と「皮相電力」が関係する

力率を理解するには、「有効電力」と「皮相電力」という言葉を覚えておきましょう。

まず有効電力とは

有効電力とは、実際に機器を動かしたり、電熱器を熱くしたりするなど、仕事として利用される電力です。

単位は「W（ワット）」です。

例えば、モーターを回す、電熱器を発熱させるといった実際の仕事に使われる電力が有効電力です。

そして皮相電力とは

皮相電力とは、交流回路において、電圧と電流を単純に掛け合わせた電力です。

単位は「VA（ボルトアンペア）」です。

単相交流では、

皮相電力 S ＝ 電圧 V × 電流 I

で求めることができます。

力率の計算方法

力率を求める基本的な公式は、

力率 ＝ 有効電力 ÷ 皮相電力

です。

例えば、有効電力が800W、皮相電力が1000VAの場合、

800 ÷ 1000 ＝ 0.8

となります。

したがって、この回路の力率は、

力率0.8（80％）

です。

なぜ力率が低くなるの？

力率が低くなる主な原因は、コイルなどを使用した交流機器です。

代表的なものとして、

• 電動機（モーター）

• 変圧器

• 蛍光灯などの一部の照明設備

があります。

コイルには「リアクタンス」という交流特有の性質があります。

コイルを含む回路では、電圧と電流のタイミングにずれ（位相差）が生じます。

この位相差が大きくなるほど、力率は低下します。

力率と「cosθ」の関係

第二種電気工事士の試験では、力率を「cosθ（コサイン・シータ）」で表すことがあります。

基本的には、

力率 ＝ cosθ（コサインシータ）

と覚えておきましょう。

例えば、

cosθ＝0.8

であれば、

力率＝0.8（80％）

という意味です。

交流回路では、電圧と電流の位相差を「θ」で表します。

そのため、力率は、

力率＝cosθ

となります。

第二種電気工事士試験で力率は重要？

第二種電気工事士を取得するためには、電気の基礎知識を身につけることが大切です。

力率は、特に交流回路・電力・電流・電圧などを理解する際に関係してきます。

試験勉強では、まず次の3つを覚えておくとよいでしょう。

① 力率＝有効電力÷皮相電力

② 力率＝cosθ

③ 力率が1に近いほど効率がよい

この3点を押さえておけば、力率に関する基本問題にも対応しやすくなります。

力率を簡単なイメージで理解する

力率は「電気をどれだけ有効に使えているか」と考えるとわかりやすいでしょう。

例えば、電源から1000VAの電力が供給されていて、そのうち800Wが実際の仕事に使われているとします。

この場合、

800W ÷ 1000VA ＝ 0.8

なので、力率は0.8です。

つまり、力率を理解するポイントは、

「電源から供給される電力」と「実際に仕事をする電力」の関係

を理解することです。

力率を覚えて第二種電気工事士試験に合格しよう

第二種電気工事士の資格取得を目指す場合、

力率だけでなく、電圧・電流・抵抗・電力・交流回路など、電気の基本を一つずつ理解していくことが重要です。

最初は「cosθ」や「皮相電力」など、難しく感じる言葉が出てきます。

しかし、

力率＝電気をどれだけ有効に使えているか

と考えると、理解しやすくなります。

まずは、

力率＝有効電力÷皮相電力＝cosθ

と覚えておきましょう。

第二種電気工事士試験では、公式を丸暗記するだけでなく、「なぜこの公式を使うのか」まで理解することが合格への近道です。

まとめ

力率とは、交流回路において電力をどれだけ有効に利用できているかを表す数値です。

重要なポイントをまとめると、

• 力率は0～1で表される

• 力率が1に近いほど効率がよい

• 力率＝有効電力÷皮相電力

• 力率＝cosθ

• コイルを使用する機器では力率が低下することがある

• 第二種電気工事士試験の交流回路を理解するうえで重要

「力率とは？」をきっかけに、電圧・電流・電力・抵抗・リアクタンスなどの関係を理解していくと、

第二種電気工事士の筆記試験対策にも役立ちます。

電気の基本を一つずつ理解して、第二種電気工事士資格取得を目指しましょう。

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