直流、交流って何?

電気の流れ方には、「直流(ちょくりゅう)」と「交流(こうりゅう)」の2種類があります。

直流とは、電気が導線の中を流れるとき、その向きや大きさ(「電流」)、勢い(「電圧」)が変化しない電気の流れ方をいいます。たとえば、電池に豆電球をつないで光らせたときに流れている電気は直流です。電池を使う電気製品は、必ず電池の向きに気を付けなければなりません。これは、直流用の電気製品だからです。

一方、交流とは、電気の流れる向き、電流、電圧が周期的に変化している流れ方です。具体的には、同じリズム(周期)で電気が向きを交互に変えながら流れる電気の流れ方です。たとえば、コンセントから流れる電気はすべて交流で、常に流れが変化しています。コンセントにさして使う電気製品は、プラグをどちらの向きにさしても使えます。これは、交流用の電気製品だからです。

 

《直流のメリット・デメリット》

直流のメリットは、蓄電が可能であることと、電流が安定していてそのまま電気製品に使用できることです。直流の電気は、バッテリーなどの二次電池に充電することができます。蓄電が可能という利点は現代社会において計り知れず、自動車からスマートフォンまで、さまざまな分野で使用されています。

また、電気がエネルギーとしての仕事を行う場合には、流れる方向がはっきりしている必要があります。そのため向きを変え続けている交流電源はそのままでは電気製品を動かせず、変換機を通して一度直流に変換しなければなりません。直流電源であれば、変換機の必要はなく、そのまま電気製品に使用できます。

直流のデメリットは、電圧の変更が難しいことです。直流は、交流に比べて電圧の変更がしづらいとされています。一つの電気製品の中で、いくつもの電圧が必要となると、それぞれの電圧をつくるための仕組みが必要となり、小型化ができなくなってしまいます。

 

《交流のメリット・デメリット》

交流のメリットは、直流のデメリットである変圧(電圧を変える)が容易なことです。交流は小型の変圧器で電圧を変えることができ、いくつもの電圧をつくり出すことができるのです。

また、発電所から送られる電気の圧力が高いほど、効率よく遠くまで電気を供給できます。そのため、電線の中は非常に高圧の電気が通っています。当然、そのままでは家庭用電源としては使用できないため、変電所を経由して家庭で使えるレベルまで電圧を下げる必要があるわけです。したがって、地域ごとに変電所を設置することができる交流は、高圧による長距離電送に向いているということになります。

交流のデメリットは、電圧が安定しないことです。電圧を変えやすいということは、裏を返せば電圧が上がったり下がったりと安定していないということでもあります。そのため家庭で使われる電源の定格100Vを得るために、100Vより高い電圧を流してブレ幅の平均値をとる必要があります。具体的には150V近い電圧を流さなければなりません。100Vで稼働する電気製品でも、150Vを受け入れられる耐久力が必要とされるため、設計上の無駄が生じてしまうことになります。そのため、精密機械では変換機を使用して安定した直流電源に変換するようにしています。



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