こんにちは!

今回は、電気系の学生にとっては最初の難関、直流と交流について解説します!

電気系でない方も、教養として身に着けておくとよいかもしれません(^^

 

1.直流と交流の違いは?

じゃあさっそく、直流と交流の違いを簡潔にまとめてみました(*^^*)

 

 直流・・・電圧および電流の値がずっと同じ

 交流・・・電圧および電流の値が時間によって変化する

 

じゃあちょっと踏み込んで、グラフで違いを見ていきましょう!

 直流グラフ

1 直流電圧のグラフ

交流グラフ

2 交流電圧のグラフ

                                                                                                                                  

 図12を見ても、直流電圧は時間に関わらず一定、交流電圧は時間によって電圧上がったり下がったり、はたまた逆方向(符号が変わる)になってるのがわかると思います。

 今回は電圧のグラフを示しましたが、電流のグラフも、同じようなグラフになります。

 

2.なんで直流と交流を使い分けるの?

 実は、発電所或いは変電所から家庭や工場、会社などの需要家へ電気を送電する際には、交流が使われています。なんでこんなことをするのでしょうか。ここで、交流のメリットを見てみましょう(^^

 

 ☆交流のメリット

  a.変圧ができる・・・変圧器は、コイルに交流電流を流したときに発生する逆起電力を利用して変圧をしています。しかし、直流電流を流しても逆起電力は発生しません。このことから、直流は変圧ができません。

  b.電力消費が直流より少ない・・・考えてみましょう。電流が抵抗を流れると、電力が発生します。高校で習ったであろう下記の式から、そのことがわかりますね。

 

電力W=電流I×(抵抗r)^2

 

同じ電圧の直流と交流を考えてみます。

 図1のように、直流電圧と電流はずーっと同じですから、電力の式から電力もずーっとおなじです。つまりずーっと電力を消費している状態です。

 対して、交流は図2のように電圧と電流が大きくなったり小さくなったりします。ということは、電流が小さいときは電力も小さくなります。このことから、消費電力が直流に比べて小さいといえます。

 

 そして、送電する際には消費電力が小さいほうがいいです。どうしてでしょうか?

 どんな物質にも抵抗がありますので、送電線でも電流が流れれば当然電力を消費します。電力を消費すると、それだけ熱を発生することとなります。熱を発生すれば、当然送電線は消耗してきます。直流を送電に使うと、送電線をしょっちゅう交換しなくてはいけません。なので、送電には交流が使われているのです。

 

 ☆直流のメリット

  ・安定した電力を供給できる・・・これが大きなメリットです。このことから、家電製品などでは直流電源を必要とすることも多いです。

 

 これらのことから、交流で送電→直流に変換して使うなんてこともしばしばあります。

 この交流から直流への変換も、電気系技術者の腕の見せ所だったりするそうです(*^^*)

 

 直流と交流の違いについてざっくりと説明しましたが、いかがでしたでしょうか?

 

 少しでも皆様のお役に立てれば幸いです(^^)/