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エリフくんのなぜ?なに?どうして?第9回

エリフくんのなぜ?なに?どうして?第9回

博士~、直流と交流について教えてください。

前回、話したとおり電気には直流と交流があるのじゃ。

電気の歴史での“電流戦争”の話のときね。

そうじゃな。

どう違うんですか?

うむ。直流は、電気が流れるとき、流れる向きが変化しない電気のことをいうのじゃ。交流は、電気の流れる向きや大きさが周期的に変化するのじゃ。直流はDC(Direct Current)、交流はAC(Alternating Current)と表されるのじゃ。

たしか、交流の方が電圧を上げたり下げたりするのが簡単だから交流のほうが勝って、送電の主流になったのよね。

そうじゃ。電力会社から送られてくる電気は交流なので、家庭などの壁のコンセントはすべて交流なのじゃ。

なるほど。

じゃが、電気製品は交流の電気が使われておるのじゃが、テレビやパソコンなどの電子回路が内蔵されているものは、コンセントからの100Vの電気を内部で直流に変換してから使われておるのじゃ。また、電池などは直流なのじゃ。携帯電話も充電器で直流に変換してバッテリーを充電しておるのじゃよ。

交流から直流に変換して使われているんですね。

逆のパターンで、太陽電池で発電する電気は直流なのじゃが、交流に変換してから使っておるのじゃ。

そうなんですね。

交流は、向きや大きさが1秒間に何十回も変わっておるのじゃが、その変わる回数を周波数というのじゃ。周波数の単位はHz(ヘルツ)というのじゃが、電磁波を発見したドイツの物理学者のハインリ ヒ・ヘルツから名付けられたのじゃ。西日本では周波数は60Hzなので1秒間に向きや大きさが60回変化しているということじゃ。

へぇ。西日本っていうことは、東日本では違うの?

そうじゃ。電力会社がつくる電気は西日本と東日本では違って、東日本は50Hzなのじゃ。

どうして違うんですか?

発電機は、明治時代に輸入されたのじゃが、当時の電力会社の東京電燈がドイツ製の周波数50Hzの発電機を輸入し、大阪電燈がアメリカ製の60Hzの発電機を輸入したのじゃ。それが現在でも周波数が違う理由なのじゃ。

どこから違うの?

周波数はおよそ静岡県の富士川と新潟県の糸魚川あたりを境にして東側と西側で違うのじゃ。

電気製品を使うのに周波数の違いは影響するの?

周波数が違うと洗濯機や電子レンジなど使えなくなる電気製品もあるのじゃ。また、扇風機や換気扇、掃除機などは性能が変わって影響を受けるものもあるのじゃ。

引っ越しなどするときは注意が必要ですね。

電気製品に“50/60Hz”と表示されていれば全国どこでも使えるのじゃが、“50Hz”や“60Hz”のように一つしか表示されていないものは使える地域が限られるのじゃよ。

周波数が違うと、ほかにどんな影響があるの?

うむ。新幹線も影響があるのじゃ。

新幹線?

新幹線は電力会社から交流の25,000Vの電気を受けて走っておるのじゃ。

そうか! 新幹線は西日本と東日本の両方で走っているものね。

そうじゃな。西日本と東日本の両方を走行する東海道新幹線は60Hzなのじゃ。電力会社が50Hzのエリアでは周波数変換変電所に設置している周波数変換装置で60Hzに変換して送電しているのじゃ。じゃから50Hzのエリアでも走行できるのじゃ。

そうなんですね。

そ3月に開業した北陸新幹線は、東京から金沢までの間に4つの電力会社のエリアを走行するのじゃが、3回周波数が変わるのじゃ。

3回も!

周波数を日本全体で統一はできないの?

そういった検討もされたのじゃが、電力会社だけでなく電気を使っている人も設備の交換をする必要があって、莫大な費用がかかるのじゃ。

統一するのは難しいってことね。

そういうことじゃな。

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