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電気・身近な疑問シリーズ1

電源プラグをコンセントに挿す時、
こんな疑問を感じたことはありませんか?
『なぜ、交流?』

こんにちは、ハードウェア部です!
今回のテーマは、「電気・身近な疑問シリーズ1」です。

電化製品の大半は、直流電源で動作していますが、
なぜコンセントの電源は、交流なのでしょうか?

私たちが日常的に使用している電気は、発電所から供給されます。
その際に、初めは数十万ボルトという大きさの電圧で送電され、
都心部で6600ボルトに、電柱上の変圧器で200V、100Vの電圧に変換されます。


【①電圧の観点から・・・】
では、高い電圧で送電する理由は何か?
ここで、100kWの電力を送電するケースを考えます。
電力(W)は、電圧(V)と電流(A)の積で求められますので、
1000Vで送電する場合は、電線に100Aの電流が流れることになります。
一方、10000Vで送電する場合は、10Aの電流が流れます。
次に、電線には、ごくわずな電気抵抗が存在しますので、電流が流れると、必ずそこに電力の損失(発熱)が生じます。
そうしますと、流れる電流が大きくなるほど、その損失も大きくなりますので、
同じ電力で送電する場合に、「高電圧/低電流」の方がより少ない損失で送電することができることになります。
すなわち、「10000V/10A」のケースの方が、効率よく送電することができます。
これで、高電圧で送電する理由が理解できたと思います。

【②変圧の観点から・・・】
続きまして、高電圧を家庭で安全に扱える電圧まで下げる工程、変圧について考えます。
交流、直流での変圧の方法は、おおむね以下のとおりになります。

 ・交流での変圧の方法⇒変圧器(トランス)の1次、2次の巻き数を変えることにより変圧を行う
 ・直流での変圧の方法⇒変圧器を直接使用することができない、
  「高圧直流⇒高圧交流⇒(変圧)⇒低圧交流⇒低圧直流」の工程が必要となる

両者の変圧時のエネルギーロス、設備コスト、スペースを各々比較すると、
全ての面で交流の方が優れているという結果になります。

以上の①、②の観点から、発電所から家庭までの長距離を送電する場合には、交流の方がより適切な方式
ということになり、コンセントの電源が交流である理由は、ここに大きな要因があるという結論になります。

「電気・身近な疑問シリーズ1」、いかがでしたか?

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