ワットからアンペア計算

単相AC：I = P ÷ (V × PF)、三相：I = P ÷ (√3 × V × PF)、直流：I = P ÷ V

P

負荷が実際に変換する有効電力（ワット）で、銘板に書かれている値、仕事や熱になる分です。電源が送り出さなければならないボルトアンペアとは別物です。力率0.9なら、2,000 Wを届けるために電源は2,222 VAを運び、その差は行き来するだけで何も生まない無効電力です。このページが尋ねるのは銘板に書かれているほうの有効電力で、電流はそこから計算します

V

電源電圧です。三相回路ではこれが線間電圧、つまり400 Vや380 Vのような相間で測った電圧で、相と中性線の間の230 Vではありません。ここがこのページで2番目に「間違えても間違って見えない」場所です。三相の電源に相電圧を入れると、電流がはるかに大きく出ます。√3はすでにこの2つの関係を織り込んでいるので、式に入るのはどちらか一方だけです

PF

力率です。電圧に対して電流が遅れまたは進む角度の余弦で、0から1の値です。同じワット数でも電流を大きくする原因で、0.9なら1/0.9 = 1.111倍、0.5なら2倍になります。モーター、変圧器、スイッチング電源を積んだ機器は1未満です。交流では位相がずれるぶんだけ余分に電流が流れ、直流にはそのずれがないのでこの欄は無視されます。詳しくは適用限界に書いています

2

√3の「3」にあたる数で、このページで最も重要な数です。平衡三相回路では3つの相電流が帰りの道を共有するため、電力は相電圧 × 相電流の3倍ではなく、線間電圧 × 線電流の √3倍になります。1.732で割る代わりに何も割らないと答えは42%小さくなり、裏返せば √3を忘れたときの電流は73%大きく出ます。ケーブルが焼けるのはそちらの向きです

機器の定格がワットで書かれていて、それが何アンペアを引くのか知りたいときに使います。ブレーカーの選定、ケーブルの太さ決め、既存の回路に載せられるかの判断、定格内のはずの負荷で発電機が落ちる原因の確認などです。力率計算ツールが「こちらへ」と送り出してくる問いに答えるのもこのページです。有効電力と力率を一緒に入れると、線電流がそのまま出ます。入力の前に決めておくことは1つだけで、どの方式の電源につながっているかです。この判断はほかのどの入力より答えを大きく動かし、しかも間違えても「それらしい数」が出てしまいます

1. 既定値：230 Vの単相電源に2 kWの機器

   1. 有効電力2,000 W、230 V、力率0.9
   2. 分母は230 × 0.9 = 207 Vで、これが実際に効いている駆動電圧
   3. 電流は2,000 / 207 = 9.662 A
   4. 皮相電力は電圧 × 電流：230 × 9.662 = 2,222.2 VA

   結果パネルの最後の2行はわざと食い違っています。その理由を読むのが、力率をいちばん速く理解する道です。負荷が変換するのは2,000 Wですが、電源は2,222 VAを送り出さなければなりません。差の222 VAは、仕事をしないまま流れている電流のぶんです。力率が独立した入力になっている理由はこれで、力率0.9ではワット数だけから連想するより1割多く電流が要り、ケーブルもブレーカーも発電機もその大きいほうの数を見ます。

2. 400 Vの三相線に15 kWの機械

   1. 有効電力15,000 W、400 Vの三相電源、力率0.85
   2. 分母は √3 × 400 × 0.85 = 1.7320508 × 400 × 0.85 = 588.90
   3. 電流は15,000 / 588.90 = 25.471 A
   4. 皮相電力は √3 × 400 × 25.471 = 17,647.1 VA

   偽の答えは、危ないほど近くにあります。√3を取り除くと、同じ負荷が44.118 Aと読めます。これはこの機械を単相で使ったときの値そのもので、どの電源につないでいるかを知らなければ、その数のどこも間違って見えません。44 Aで選んだ技術者は、回路に必要なより大きいブレーカーを付けることになります。大きすぎるブレーカーは、もう保護しない保護装置です。電源の方式が既定値ではなく必須の欄なのはこのためです。

3. 12 Vのバッテリーに24 WのLEDテープ

   1. 直流なので、√3も力率も関係しない
   2. 電流はそのまま24 / 12 = 2 A
   3. ミリアンペアでは2,000 mAで、低電圧の作業ではこの行を読む
   4. 皮相電力は有効電力と同じ12 × 2 = 24 VA。位相角がないから

   直流では電力の2行が1つの数に潰れますが、偶然ではありません。皮相電力が有効電力より大きいのは、電圧と電流の位相がずれているからで、ここにはそのずれがありません。この電源では力率の欄は何も変えません。ページはそれを黙っていません。ここに0.8を入れても1を入れても同じ2 Aが返ります。目に見えている入力を黙って無視する計算のほうが、説明してくれる計算よりずっと厄介だからです。

4. 抵抗負荷：力率1で2,300 W

   1. ヒーターや白熱電球：電流が電圧と同位相で、力率は1
   2. 分母は230 × 1 = 230なので、式は2,300 / 230まで縮む
   3. 電流は10 Aで、ミリアンペアの行は10,000
   4. 皮相電力は230 × 10 = 2,300 VAで、ワット数と同じ数

   力率1は上限であって、よくある値ではありません。それが何を買うのかは見ておく価値があります。同じ2,300 Wでも、力率0.9なら10ではなく11.111 Aを引きます。抵抗発熱は2つの数が一致する代表例で、ケトルやヒーターをワットとアンペアのどちらでも表せるのに、モーターはそうでない理由です。この欄は1より大きい値を受け付けません。力率が1を超えるのは精度の問題ではなく、定義が存在しないからです。

力率は入力された固定値として扱いますが、実際のモーターの力率は負荷が軽くなるほど下がるので、半分の負荷で回っているモーターは、銘板の値から連想するよりワットあたり多くの電流を引きます。直流では力率の欄はまったく無視されます。直流には位相角というものがなく、力率が表すものがそこにないからです。三相回路は平衡、つまり3つの相の電流が等しいものとしています。不平衡や欠相の電源は別の扱いが要ります。始動電流はまったくモデル化していません。モーターの始動電流は運転電流の数倍が一瞬流れるもので、ここで扱っている定常状態の数からは出てきません。周囲温度と敷設方法も入っていません。どちらもケーブルが実際に何を運べるかを決める要素です。

返ってくる電流は有効電流ですか、皮相電流ですか

電流計が読むそのままの線電流で、ブレーカーが運ばなければならない電流です。入力はワットで表した有効電力で、力率は同じ画面の別の欄なので、力率で割る計算はすでに式に入っています。代わりに皮相電力（銘板のボルトアンペア）を入れると、力率1の負荷の有効電流が出ます。それは別の、より小さい数です。結果パネルは電流と皮相電力の両方を出すので、2つを突き合わせて検算できます。

三相だと答えが大きく変わるのはなぜですか

平衡三相回路では3つの相が帰りの道を共有し、電力は線間電圧 × 線電流の √3倍になるからです。相電圧 × 相電流の3倍ではありません。同じ電力なら、1.732で割るか割らないかで電流が42%小さくなります。この因子を落とすのがこのページでいちばん高くつく間違いです。電流は73%大きく出て、その数はまったく妥当に見え、そこから選んだブレーカーは大きすぎる、つまり保護しなくなります。

直流では力率はどうなりますか

無視されます。ページはそれを黙らずに書いています。力率は電圧と電流の位相のずれを測る量で、直流には位相のずれがないので、電流は単に電力 ÷ 電圧です。電源を直流にして0.8を入れても1を入れても同じ答えが返り、皮相電力は有効電力と等しくなります。この欄が消えずに残っているのは、片方の電源では出て別の電源では消える操作部のほうが、動かないと明記された欄より信じにくいからです。

三相電源では相電圧と線間電圧のどちらを入れますか

線間電圧、つまり欧州や中国の産業用なら400 V、北米なら480 Vです。相と相の間の電圧で、相と中性線の間の230 Vではありません。式の中の √3がすでにこの2つの関係を背負っているので、相電圧も入れると同じ関係を二重に数えることになり、電流は約1.7倍大きく出ます。手元にあるのが相電圧だけなら、先に √3を掛けてください。

ワット割るボルトより電流が多いのはなぜですか

力率のせいです。有効電力は電圧 × 電流 × 力率なので、電流はワットを、電圧と力率の積で割った値です。0.9なら単純な割り算より11%多く、0.5なら2倍になります。モーター、変圧器、蛍光灯の安定器、スイッチング電源はどれも力率が1未満で、産業設備が皮相電力で請求され、工場が低い力率を指摘されるのはそのためです。

モーターの始動電流に使えますか

使えません。誘導電動機は加速しているあいだ、運転電流の数倍を一瞬引きます。ブレーカーを落とし、照明を暗くするのはその突入電流です。モーターの設計と回している負荷で決まり、このページの定常状態の数の関数ではありません。ケーブル用にはここで運転電流を出し、始動電流はブレーカーのトリップ曲線と別に突き合わせてください。2つの問いは答えも出どころも違います。

ケーブルはこの電流を運ぶ必要がありますか

はい。そしてケーブルは次のページです。この数は電線サイズ計算ツールの電流の入力で、そこであなたが決めた上限の中に電圧降下を収める最小の導体になります。ここの電流はケーブルには一切依存しません。負荷と電源で決まるからです。一方でケーブルが連続して運べる量は、絶縁、断面積、敷設方法で決まります。2つの問いを別々に聞いているのはそのためです。

• AC power — 有効電力・皮相電力・力率の関係と、ワットだけから想像するより線電流が大きくなる理由 — Wikipedia
• Three-phase electric power — 線間電圧と相電圧、そして平衡三相系で√3が出てくる理由 — Wikipedia
• OpenStax College Physics 2e, section 20.5, Alternating Current versus Direct Current — このページが扱う2つの給電方式の比較（家庭用の供給電圧を含む） — OpenStax