実効値とは?
じっこうち
実効値とは、交流電流・電圧が直流と同等の電力を発生させる場合に対応する値であり、交流の大きさを表す代表的な指標です。
実効値(じっこうち、RMS: Root Mean Square)とは、時間的に変化する交流の電流や電圧について、同じ抵抗に直流を流したときと同じ電力を消費するような「等価な直流値」のことです。交流の強さを比較・計算する際の基本的な物理量として用いられます。
正弦波交流の場合、実効値は波形の最大値(振幅)を√2で割った値になります。たとえば最大電圧が約141Vの正弦波交流の実効値は100Vとなります。これは日本の家庭用コンセントの交流電圧(100V)が実効値で表示されていることからも身近な例として理解できます。
数式的には、実効値は波形の二乗を一周期で平均し、その平方根をとることで求められます。この計算手順が「二乗平均平方根(Root Mean Square)」の名前の由来です。正弦波以外の波形(矩形波・三角波など)でも同じ考え方で実効値を定義できます。
実効値が重要視される理由は、電力計算に直接使えるためです。交流回路における消費電力Pは、実効値電圧Vrmsと実効値電流Irmsを用いて P = Vrms × Irms × cosθ(θは位相差)と表せます。電気機器の定格や仕様表示には原則として実効値が使われており、オシロスコープや電気計測器でも実効値モードでの表示が一般的です。
使い方・例文
家庭用コンセントの「AC100V」は実効値で表した電圧であり、電力の計算や電気機器の設計・評価において実効値は必ず参照される基本量です。
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