역률

전압과 전류의 위상차

교류(AC) 전기 시스템에서 전압과 전류는 시간에 따라 변하는 사인파 형태를 띱니다. 이상적인 저항성 부하에서는 전압과 전류가 같은 위상에 있어, 전류가 전압과 동시에 최대값과 최소값을 갖습니다. 그러나 유도성 또는 용량성 부하에서는 전압과 전류 사이에 위상차가 발생합니다. 이때 전류가 전압보다 앞서거나 뒤쳐지는 현상이 나타납니다.

역률 (Power Factor)

역률은 전압과 전류 간의 위상차를 나타내는 값으로, 이는 실제 전력(유효전력)을 총 전력(피상전력)으로 나눈 비율로 정의됩니다. 이를 수식으로 나타내면 다음과 같습니다:

Power Factor (PF)=cos⁡ϕ

여기서 φ는 전압과 전류 사이의 위상차입니다. 따라서 cos φ는 위상차가 0일 때 1, 90도일 때 0이 됩니다.
역률을 cos φ로 표현하는 이유는 전기 시스템에서 전압과 전류 간의 위상차를 명확하게 나타내기 위함입니다. 
이를 통해 시스템의 효율성을 평가하고, 전력 손실을 최소화할 수 있습니다. 

효율성과 손실

역률이 높을수록(즉, cos φ가 1에 가까울수록) 전기 시스템의 효율성이 높아지고, 전력 손실이 적어집니다. 반대로 역률이 낮으면(즉, cos φ가 0에 가까울수록) 전력 손실이 커지고, 전력 시스템의 효율성이 떨어집니다. 
이는 부하가 전력을 얼마나 효율적으로 사용하는지를 나타내며, 역률이 낮으면 추가적인 전력 손실을 보상하기 위해 더 많은 전력을 공급해야 합니다.