電気には「直流と交流」があります。
直流は、電気の大きさや極性が変化しない ので分かりやすい。
交流は、電気の 大きさや極性が変化する のでよく分からない。
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説明します。
直流は大きさも極性も変化しないので分かりやすい
直流100Vの場合
分かりやすい、直流の電気から考えてみます。
- 電気製品をつないだ回路
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100Vの直流電源に、電気製品を繋いだ回路は、次のようになります。
電気回路には、時計回りの電流 が流れています。
- 直流の特徴
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電圧と電流の大きさや極性は、最初と同じ向き で時間が経っても変わらない。
直流回路の電圧や電流、極性（電気の向き）は、時間が経過しても変化しません。
電流の大きさは、電気製品が変わると変化します。
極性が逆の時の直流100Vの場合
次に極性が、逆になった時を考えて見ます。
- 電源の極性を逆にして、電気製品をつないだ回路
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電源の極性が逆になったので、電圧と電流の向きが逆になります。
- 直流の特徴
-
電圧と電流の大きさや極性は、最初と同じ向き で時間が経っても変わらない。
直流回路の電圧や電流、極性（電気の向き）は、時間が経過しても変化しません。
電流の大きさは、電気製品が変わると変化します。
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ると、交流を理解しやすくなります。
プラスの電気とマイナスの電気の考え方
プラスの時の、電気の方向が右回りとすれば
マイナスの時は、電気の向きが逆になると考えると良い。
T1の時間の電圧と電流
T1の時間では、図のような電圧が掛かり「右回りの電流」が流れます。
T2の時間の電圧と電流
T2の時間では、図のような電圧が掛かり「左回りの電流」が流れます。
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、図のような「正弦波交流」です。
- プラスの波形とマイナスの波形を、１つとして「周期」という。
- １秒間に繰り返す周期のことを、「周波数」という。
- 日本では、50Hzと60Hzの２種類の周波数が使われています。
50Hzの周波数とは、１秒間に50回の周期を繰り返す。
T1の時間
T1の時間では、図のような電圧が掛かり「右回りの電流」が流れます。
T1の時間の電圧の大きさと向き
電圧の向きはT1の時間の間は、同じ方向です。
- 電圧の大きさ
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ゼロから大きくなって、最大値になります。
最大値から小さくなって、ゼロになります。
T2の時間
T2の時間では、図のような電圧が掛かり「左回りの電流」が流れます。
T2の時間の電圧の大きさと向き
電圧の向きはT2の時間の間は、同じ方向です。
- 電圧の大きさ
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ゼロから小さくなって、マイナスの最大値になります。
マイナスの最大値から大きくなって、ゼロになります。
交流電源のまとめ
交流電源では、１周期の間に
- 電圧の極性（プラスとマイナス）が変化する
- 電圧の大きさが変化する
50Hz（60Hz）の周波数では、１秒間に50回（60回）極性が変化している。
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。
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。