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直流電源と交流電源ってなに?コンセントのホットとコールドとは?

電気には直流と交流があります。

直流は電気が流れる方向が、変化しないので理解しやすい。

しかし、交流は電気の大きさや方向が、変化するのでむずかしく感じます。

この記事では、交流の電気がどのように流れるか、どんな変化をするのかについて解説します。

目次

直流電源は変化しない

説明の都合上、厳密なことは省いています。

プラス100Vの直流の場合

直流の電気から考えてみます。

次のような、直流100Vの電源があります。

電気製品を繋いだ回路は、次のようになります。

  • 回路に掛かる電圧は、一定です
  • 回路に流れる電流は、一定の方向です
  • 時間が経過しても、変わりません

マイナス100Vの直流の場合

次に極性が、逆になった時を考えて見ます。

図のような、直流-100Vの電源があります。

電気製品を繋いだ回路は、次のようになります。

プラス100Vの直流電源と比べると
回路にかかる電圧が逆になるので、流れる電流の向きも逆になります。

  • 回路に掛かる電圧は、一定です
  • 回路に流れる電流は、一定の方向です
  • 時間が経過しても、変わりません

交互に変化する電源

直流電源で電源の極性を変化させると、電流の向きが変わりました。

次のように、交互に変化する電源を考えます。

T1の時間

T1の時間の回路では、図のような電圧が掛かり右向きの電流が流れます。

T1の時間の間は、電圧と電流に変化がありません。

T2の時間

T2の時間の回路では、図のような電圧が掛かり左向きの電流が流れます。

T2の時間の間は、電圧と電流に変化がありません。

交流電源はどのように変化するのか

交流電源では、この変化が時間の経過とともに起こります。

家庭に来ている電気は、次の図形のような正弦波交流です。

日本では、50Hzと60Hzの2つの周波数が使われています。

正弦波交流は時間の経過とともに

  • 電圧の大きさと向きが変化します
  • 電流の大きさと向きが変化します

\(T_1\) の時間

T1の時間の回路では、図のような電圧が掛かり右向きの電流が流れます。

T1の時間の間は、プラスの範囲で電圧と電流の大きさが変化します。

T1の時間の間は、電圧と電流の向きは変わりません。

\(T_2\) の時間

T2の時間の回路では、図のような電圧が掛かり左向きの電流が流れます。

T2の時間の間は、マイナスの範囲で電圧と電流の大きさが変化します。

T2の時間の間は、電圧と電流の向きは変わりません。

交流電源のまとめ

交流電源では

  • 電圧と電流の大きさが、変化します
  • 電圧と電流の向きが、時間の経過とともに変化します
  • 50Hzや60Hzの周波数では、1周期(山と谷)を50回や60回繰り返しています。

コンセントのホットとコールドについて

コンセントには、ホット側とコールド側があります。

ホット側とコールド側の違いは、電圧があるか無いかの違いです。

コールド側は、接地されているので電圧はゼロボルトです。
コンセントの工事が、正しく設置されていればこちらには電圧が掛かっていません。
つまり、触っても感電しないことになります。
絶対に試さないでください。

ホット側は、通常の電圧が掛かっています。

以上で「直流電源と交流電源ってなに?コンセントのホットとコールドとは?」の説明を終わります。

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