電気基礎知識
交流の性質
交流と直流
電気が交流と直流に大きく分けられることはご存知かと思います。それぞれの最も身近な例は、交流であれば家庭の電灯やコンセントの電源。直流であれば乾電池や携帯電話のバッテリーが挙げられるでしょう。
まずは、交流と直流が具体的にどのような場面で利用されているかを以下にまとめてみます。
| 種別 | 具体的な使用例 |
|---|---|
| 交流 | 一般家庭の電灯/コンセント電源、ビル・工場などの電灯/動力電源、発電所で発生する電力、送・配線線を通じて送られてくる電力、新幹線や北海道/東北/北陸の一部/九州のJR線の鉄道動力電源など |
| 直流 | 乾電池、携帯電話/デジタルカメラ/デジタル音楽プレイヤー/ノートパソコンなどのバッテリー、自動車のバッテリー、太陽電池パネル、東北/北陸の一部を除いた本州のJR線や私鉄各線の鉄道動力電源、本州〜北海道間の電力連携系統など |
こうしてみると、交流、直流を問わず、私たちの生活のいたるところに深く浸透していることが分かります。
では、それぞれ、どんな特徴があるの？と聞かれた時、小中学校で学ぶ直流に対して、高校の物理や専門課程でなければ学ぶ機会の少ない交流は、若干、縁遠い存在であったという方も多いのではないでしょうか。
それでは、それぞれの特徴を簡単な図で見ていきましょう。
まずは、多くの人におなじみの直流から。
直流の特徴は時間の変化に対して、電流と電圧の大きさが一定であるということが挙げられます。但し、電池・バッテリーでは、だんだんと電圧・電流ともに低下していきますので、やがて電池切れの状態になってしまいます。（電圧降下ということもありますが、追々、見ていきましょう。）
では、交流はどうでしょうか。
この図からも、交流は「波」であることが分かると思います。時間とともに電流と電圧が一定の周期で変化するということが交流の大きな特徴です。図のような波は正弦波交流またはサインカーブと呼ばれ、一定の規則性を持っています。
多くの交流の特徴の中で、最も耳にする機会が多いのは周波数という言葉ではないでしょうか。周波数は1秒間に波が何回振動するかを意味する数で、単位はヘルツ(Hz)で表されます。テレビ、ラジオ の周波数も然りですが、電源の周波数も日本においては特に重要な事項です。というのも、東日本では50Hz、西日本では60Hzと異なっているからで、東日本の交流電源なら50Hzつまり1秒間に50回振動する波。言い換えれば、1秒間に50回プラスマイナスが入れ替わるということを意味し、西日本であれば60Hz、1秒間に60回プラスマイナスが入れ替わるということになります。引っ越しの際、対象地域でしか使えない製品だったという経験をされた方も多いのではないでしょうか。最近の電化製品ではインバータという周波数を自在に変換する装置が装着されていることが多いので心配は少なくなりました。
次からは交流の性質を見ていきましょう。
