電気のことで質問

質問

まったくの素人で解らないことばかりです。
１．なぜ直流と交流がそれぞれ存在するのでしょうか。
２．交流はサイン波のように交番するということですが、
　　なぜサインなのでしょうか。
３．単相、三相の違い　など
出来るだけ詳しくお願いします。

回答No.1

tokpy · ベストアンサー

> １．なぜ直流と交流がそれぞれ存在するのでしょうか。

電流の向きが変わらないのが直流で，電流の向きが変わるのが交流です。エネルギー損失を考えれば直流の方が効率がいいのですが，直流は電圧を簡単に変えられません。交流は電圧を簡単に変えられるので便利なのです。また，運動エネルギーを電気エネルギーになえる発電機は，連続的に発電する場合，構造上交流しか発電できないのです。（コイル＝磁界が近づいたり遠ざかったりを繰り返すため）

> ２．交流はサイン波のように交番するということですが、なぜサインなのでしょうか。

等速円運動する物体を考えると，その高さの変化はサインカーブになります。発電機は円運動するコイルが近づいたり遠ざかったりして発電するわけですが，コイルの位置の変化はサインカーブなので発電される電圧もサインカーブになります。

> ３．単相、三相の違い　など
単相は家庭のコンセントから得られる電気で2本の電線を使います。三相交流は，3本の電線を使って電気を送りますが，単相の3倍のエネルギーを送れるのでエネルギーの伝達効率がいいという特徴があります。

お礼

大変解りやすい誤解とありがとうございます。
これからの勉強に役立てたいと思います。

回答No.2

a987654

ＮＯ１の方の回答で殆ど言い表されているのですが、少し追加させて頂きます。
１－（１）交流
　　原理的に力学的な力（水力、風力、火力、原子力も熱なので含む）を
　利用して発電機を回し発電するものは交流になります。
　交流は電圧変換が簡単で、遠距離の送電する際になるべく高い電圧で
　送電することにより、同一電力を送る上で送電線の抵抗によるロスを
　少なく出来、使用側で低圧（１００Ｖなど）に落とす事により、
　安全に利用出来る特徴を持っています。
１－（２）直流
　　電気化学反応、光－電子反応による発電は直流になります。
　乾電池、太陽電池、燃料電池などが例です。

２．ＮＯ１の方の回答の通りでサイン波そのものです。
　　インバータ（周波数変換装置）等の出力波形は厳密にはサイン波では
　ありませんが、これは例外的な物でしょう。
３－（１）単相
　　２線引きと３線引きが有ります。
　２線引きは、通常の家庭用コンセント等がそれで、名前の通り２本の線で
　電気を供給（需要）します。
　３線引きは中性線を挟んで逆方向の電圧を供給する方法で、
　中性線と残るどちらかの線から電気を使用すると１００Ｖ、
　中性線を含まない線同士で電気を使うと２００Ｖで使用できるものです。
３－（２）３相
　　３相は通常中性線を含んだ４線にて使用します。
　（中性線は安全上必要で、電気は流れず大地に接地されています）
　その特徴は電圧の同じで、交番電圧の位相が１２０度ずつずれた３種類の
　交流電圧が、３本の線で送られていることです。
　３相交流は、送電効率が単相に比べて良い他に、モータを簡単に回せる
　という所が、利点です。
　（単相用のモータには、進相コンデンサ型であるとかリアクトル型であるとか
　モータに余計な、構造が必要です）

お礼

大変解りやすい誤解とありがとうございます。
これからの勉強に役立てたいと思います。