【短時間でスッキリ!】電気の直流と交流について簡単にわかるように説明した。

ためになる知識

この記事では

  • 電気の直流と交流って結局どういうこと?
  • なんで直流と交流があるの?
  • 交流の仕組みをざっくりと理解しておきたい。

という方に向けてお話していきます。

小学校の時に電気の直流と交流を習いましたが、その当時もイマイチよくわからなかったという人は多いんじゃないかと思います。

僕がそうでした…

実生活で直流と交流に直面することと言えば、電化製品の説明書などを読んだときに、「AC100V電源にてご使用ください。」などと書いていることがあります。

このACというのが交流のことなのですが、まずそれを知らないし、知ったところで交流ってなんだっけ?という感じなのではないかと思います。

とりあえず刺しときゃ使えるだろ!!

この世界になぜ直流と交流が存在しているのか最初に作った人はなぜ作ったのか、今回はこの謎を解き明かし、知的好奇心を満たしていきましょう。

なお、この記事とほぼ同じ内容を動画でもお話ししていますので、お好きなほうでご覧ください。

【直流と交流のしくみ】小学校からの謎。交流って何かを解き明かしました。

電気が流れるとはどういうことか

two square blue LED lights

ではまずそもそも、電気が流れるというのはどういうことなのか、というところからお話していきます。

まず、

電気が流れるとは、電流が発生するということ

です。

そして、

電流というのは、電圧が高いところから電圧が低いところに流れる

という性質があります。

まずこれがイメージしづらいですよね。

分かりやすくするために、水の流れを想像してみてください。

みなさん夏場に流しそうめんしますよね。

流しそうめんするときって、レールの片方を高いところに置いて、もう片方を低いところに置いて、そこに水を流しますよね。

そのレールの両端の高さがそれぞれ電圧、そこを流れてる水が電流ってことです。

この流しそうめんと同じように、電流は電圧が高いところから低いところに流れるのです。

ですので、電圧が高いと水を流す力は強くなるし、低いと弱くなるみたいな感じです。

直流と交流の違いとは

gray metal tower near green grass field under blue sky during daytime

では電圧と電流がわかったところで、直流と交流の違いについてお話していきます。

まず直流とは何かというと

直流というのは、電流の流れる向きが常に一定の電流

のことを言います。

流しそうめんもスタートから終わりまで水を流す向きって変わらないですよね。

だから流しそうめんは直流なのです。

普段使うものでいうと例えば、電池は+と-で向きが決まってますよね。

あれは電流の向きが変わりません。だから電池は直流です。

では、交流とは何かというと、

交流は、電流の流れる向きが変わりまくる電流のこと

なんです。

どういうことかというと、流しそうめんの両端をマッチョマンが持っているとして、急に高かった方が低く下げられて、低かった方を高くかかげる。
かと思ったら、また低かった方を高くして、高かった方を低くする。

もはや、そうめんを食べている人は大混乱です。

みたいに、高い方と低い方が交互に変わりまくるものを交流と言います。

この時、高い方と低い方が交互に変わるため、電流の向きはその度に逆向きになっていますよね。

このように、電流の向きが変わりまくるのが交流の電流です。

実際の交流電源では、1秒間に50回もしくは60回も電流の向きが変えられます。

超高速ですよね。

でも電気が流れるスピードも超高速なので、電圧を高速で変えたら、それに応じて電流の向きが交互に変わるのです。

なぜ交流の電気が存在するのか

white electric windmills during daytime

ここまで理解出来たら、

交流ってなんでそんなわけわかんないことすんの?

って思いましたよね。

シンプルに電流の向きが変わらない方がわかりやすいのに、なんでそんな方向を変えまくるのか。

その理由は、

交流のほうが、電気を運びやすいから

なんです。

まず、直流の電気よりも、交流の電気のほうが電圧を操作しやすいという性質があります。

交流はそもそも電圧が変わりまくってるので、これはなんとなくそんな気がしますよね。

電圧を操作できると何が良いかを説明します。

電気は発電所で作られますが、発電所で作られた電気は高電圧の状態でスタートします。

これを街まで電線を伝って運んでこないといけませんが、高電圧の電気は電気が漏れてしまった時や事故があった時にとても危険です。

ですので、発電所から街に近づくにつれて徐々に電圧を下げて運ぶ必要があります。

その際に、交流のほうが電圧のコントロールをしやすいため、都合が良いのです。

また、電気は運んでいる過程で徐々に放電して電気を失っていきます。

直流に比べて交流の電気で運んだ方が、この電気を失う量が少ないため、電気を運ぶ際の無駄が少ないというメリットもあります。

主にこのような理由から、交流の電気は使われているのです。

電化製品は交流の電気を使えるのか

selective color photography of red lights

もう1つの疑問として、

電化製品って交流の電流で動くの?

という疑問があります。

なぜなら、みなさん小学校の実験で、電池にコードをつなぎそれに電球をつないで、電球が光るという実験をしたと思います。

あの電球がつまり電化製品。そして、電池を使っているため電流は直流です。

この実験で直流の電気で電流が光るということはわかります。

ですが今回の話で行くと、発電所からやってくる電気は交流です。

私たちが電化製品を使う際は、この交流の電流をどう使っているのでしょうか。

結論を言うと、

私たちが使っている電化製品のほとんどは、直流の電気を使っています。

では、交流でやってきた電気がどうなっているのかというと、

発電所からやってきた電気はそのまま私たちの部屋のコンセントまで到達します。

つまり、コンセントを流れている電流は交流です。

そこに、電化製品についているプラグやACアダプターと呼ばれているものを接続します。

そこで交流の電流から直流の電流に変換されるのです。

つまり、ACアダプターは交流から直流に変換するためのものということです。

そこで変換された直流の電流を使って電化製品は動いているのです。

今回の話をまとめると、

・交流というのは電気を運んでくるためにある
・電化製品は交流から直流に変換して使っている

という話でした。

最後までご覧いただきありがとうございました!

それでは、次のしくみでお会いしましょう。

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