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直流と交流の違い

私たちの身近に使用している電気といえば,乾電池やバッテリー,コンセントなどがあります。同じ電気ですが,大きな違いがあります。それは,電気の流れ方によって,直流(DC)と交流(AC)と分けられています。


直流と交流とは

直流とは,時間の経過に対して,電流と電圧の方向が変化しない電気の流れ方です。下図に示すように,乾電池に豆電球を繋いだら,豆電球が点灯します。このとき電線に流れている電気は直流です。電流が常に乾電池の正極から負極に流れていて,変化しません。電気の流れる方向があるため,正しい極性を接続する必要があります。乾電池を付けて使う懐中電灯や時計,テレビのリモコンなどは,直流の電化製品です。


交流とは,時間の経過に対して,電流と電圧の方向が周期的に変化する流れ方です。下図に示すように,壁のコンセントにプラグをさして,電化製品を動作させるとき流れている電気は交流です。電気の流れる方向が行ったり来たり,繰り返しているため,極性に関係なく,プラグをどちらの向きにさしても使えます。また,電流の流れる方向が,1秒間変化する回数を表す言葉は,周波数といいます。単位はヘルツ(Hz)です。


交流送電のメリット

テレビやパソコンなどの電化製品は,壁のコンセントにプラグをさせば起動できます。しかし,多くの電化製品の内部回路は,交流電源のままでは動作できません。機械の中で,一度直流に変換しています。それならば,発電所から住宅まで直流のまま送電すれば,変換の手間もロスもありません。なぜわざわざ交流で送電するのでしょうか。それは,交流電源の電圧は常に変化しているため,電圧を変えやすい特徴があります。電化製品には色々な種類があり,使用する電圧も異なります。発電所から交流電源を住宅まで送ってきて,電化製品の内部でそれぞれに応じた電圧に変えます。この送電方法により,送配電設備コストを最小限に抑えることが可能です。


地域による電源周波数の違いについて

日本では,地域によって発電所から供給される電気の周波数が違います。1秒に50回方向が変化する電気(周波数50Hz)と,60回変化する電気(周波数60Hz)があります。周波数50Hzと60Hzの境界線は,ほぼ静岡県の富士川と新潟県の糸魚川に沿っています。東側が50Hz,西側が60Hzです。地域によって周波数が異なるのは,東日本と西日本の発電所で使っている発電機が違うからです。糸魚川など一部の地域では,50Hz,60Hzが混在しています。最近,ほとんどの電化製品は50Hzでも60Hzでも問題なく使えますが,周波数が違うと故障する機器もありますので,電化製品を使う前に,取扱説明書や電気仕様を確認する必要があります。


【参考サイト】
国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)
関西電力株式会社
中部電気保安協会



 

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