【中学理科】3分でわかる!直流と交流の違いは?

電流の「直流」と「交流」の違いは?

実は世の中には2種類の電流が存在しているよ。

それは、

  1. 直流電流
  2. 交流電流

の2種類だ。

今日はこの2つの電流の違いを説明していこう。

 

直流電流とは??

まず「直流電流」からだね。

これは、

一定の向きに流れる電流のこと

だね。

 

例えば、「電池の電流」が直流だよ。

Sponsored link

電池の電源のプラスからマイナスに方向に流れる電流になっていて、これは紛れもなく一方向の電流。

 

横軸に時間、縦軸に電圧を取ってやるとこんな感じで、

常に一定の電圧がかかっている状態で電子を送り出しているんだ。

だから、常に電流の大きさも向きも同じになってるのね。

 

交流電流とは??

一方、交流電流とは、

電流の向きが周期的に変化している電流

なんだ。

 

例えば、家庭用のコンセントから流れてくる電流は交流電流。

電流の大きさと向きが時間によって絶えず変化しているのが特徴だね。

 

さっきと同じように、時間と電圧のグラフをかいてみると、このように波のようなグラフになるんだ。

1秒あたりの波の数を周波数と呼んでいて単位はヘルツ [ Hz]。

Sponsored link

実は東日本と西日本では家庭用コンセントの電流の周波数が異なっていて、西日本では60hz、 東日本では50hz になっているんだ。

なぜかと言うと、

導入した発電機の製造元の国が違うからなんだ。

東日本はドイツ製、東日本はアメリカ製の発電機を輸入したから、東西で周波数が異なっちゃっているみたいなんだよね。

 

 

なぜ家庭用のコンセントは交流電流なのか?

ここで疑問になってくるのが、

「全部直流でよくね?」

ということ。

電流の大きさも向きも同じほうが安定しているし、できることならばぜーーーんぶ直流でいいんじゃないかと思っちゃうよね。

 

それじゃあ、

なぜ、家庭用のコンセントは交流電流なのか?

 

 

 

実はその答えは、

家庭用の電気をつくる発電機の仕組み

によるんだ。

 

発電機の仕組みを簡単に言ってしまうと、

コイルと磁石を使って発電しているよ。

この前の勉強してきた「電磁誘導」という現象を利用しているんだ。

電流が流れていないコイルに磁石を近づけたり離したりしてあげて、磁界を変化させる。

その結果、コイルに誘導電流が流れて、そのゲットした電流を家庭用に送っているわけだ。簡単にいうと。

つまり、発電機の中身を見てみると、コイルの近くを磁石が上下に動いたりしていることになる。

レンツの法則でシミュレーションしてみればわかるけど、

磁石を出したり入れたりすると、電流の大きが時間によって変化するようになるんだ。

Sponsored link

 

N極の磁石をコイルに突っ込む時はこっちの向きに電流が流れるし、

逆に引っ込めると、逆向きの電流が流れることになる。

つまり、磁石の動きによって電流の向きが変化してきてしまっているわけだね。

 

だから、発電機によって作られる家庭用の電気は、電流の向きが絶えず変化している周期的な電流の「交流」になっているんだ。

発電機の中身はもっと複雑なんだろうけど、シンプルにいってしまうとこんな感じ。

電流の「直流」と「交流」の違いは理科の勉強だけじゃなく、一生お世話になる事柄だから一度納得しておこう。

 

そんじゃねー

Ken

Sponsored Link

質問する