電気の周波数が異なるとどのような問題が起こるのでしょうか？

質問

家庭用の電気は100[VAC]　50[Hz]もしくは60[Hz]です。家庭用電源に対応している電子機器を異なる周波数で使用した場合（例：100[VAC]　100[Hz]）、どのような問題が起こるのでしょうか？機器自体が動かなくなるのでしょうか？ご教示願います。

また、電子機器ではなく、モータを動かした場合は回転数等に問題が出てくるのでしょうか？

私の頭の中では、機器を動かすのに必要なことは
電流×電圧＝電力
の関係だけであるとしか思っておりません。電力さえ満足できれば、機器を作動させることは可能であると思うのですが…
周波数も関係してくるのでしょうか？

回答No.4

tatsumi01 · ベストアンサー

現在の電子機器は周波数の変化 (50Hz/60Hz) には関係ないと思いますが、100Hz を供給した場合はどうでしょうか。動くことは動くと思いますが、普通は設計範囲外でメーカーは動作を保証しないと思いますし、万一壊れても無償修理にはならないでしょう。

モーターについては、同期モーターを使用している機器では、50Hz の場合は 3,000rpm、60Hz の場合は 3,600rpm ですから、60Hz の方が 1.2倍早く回ります。洗濯機などでは、共振現象による危険な回転数がありますから、違う周波数で回転させると壊れる恐れがあります。

ただし、これはモーターがキチンと回った場合です。同期モーターでは、電源周波数に正しく同期して回るためには進相コンデンサーが必要です。進相コンデンサーの容量は電源周波数で決まりますが、50Hz に対応する進相コンデンサーが付いている場合、60Hz ではそもそも回転しないことさえあります。50Hz と 60Hz なら許容範囲で動くかも知れませんが、100Hz の電源に接続した場合、はたして回ってくれるかどうか疑問です。

以上は電源周波数の話ですが、電圧も重要です。確かに「電流×電圧＝電力」ですが、電圧が半分に下がったら電流を２倍流せば同じ電力だろう、というわけには行きません。電圧が違う場合、まともに動かないことはあるし、装置が壊れる可能性だってあります。

補足

少々、話が外れているかもしれませんが、周波数が異なると、なぜ、機器が動かなくなるのですか？

また、電圧が機器の使用条件に合わないとき、機器が動かなくなるのでしょうか？

回答No.6

noname#104477

こんばんは家電屋です。
これは実はややこしい問題です、と言うのは現代の機器はその仕様が実に多彩でとても一口では説明できません。

いくつか個別に考えて見ます。
例えばノートPC、これは外部のACアダプターで直流に変換し、更に安定化も行なっている為周波数の影響は受けません。

テレビ、これは内部の電源回路で同様に処理しているため同じく問題なし。一般に電子機器は問題ないです。

では洗濯機は
これは低価格品は誘導モーターを直接交流電源で駆動するため50Hz用を60Hzで使った場合回転数が20％ほど上がり、結果生地が傷むとか脱水槽の回転が速くなり過ぎ振動が大きくなる、などがあります。
しかし中級以上は殆んどインバーターモーターを使っていますから全く問題はありません。

冷蔵庫はどうでしょう
これも直接駆動とインバーター式があります。
しかし冷蔵庫は温度管理が正確なら良い訳ですから実際問題心配はありません。

掃除機は
直巻整流子モーターですから問題ありません。これは直流でもプラスマイナスを入れ替えても同様に回ります。ジューサーも同じモーターです。

エアコンは
インバーターエアコンは何の問題もありません。しかしまれに50Hz専用とか60Hz専用などと言う物も以前はありました。50用を60で使うと性能は上がります、冷えが良くなりますが効率が落ちたりファンの音が大きくなったりします。

電子レンジ
インバーターが殆んどですが50、60専用機種もあります。間違って使うとマイコンが受け付けないようになっています。トランスの特性が違うためそのように設計されています。

IHクッキングヒーター
これは商用周波数で直接作動させる部分はありません。パワー部分は全てインバーターですから問題はありません。

電気ポット、炊飯器、各種電気ストーブ、電球照明器具など電力を直接熱に変換して利用する物は問題は有りません。

石油ファンヒーター
これも問題ありません、ただ対流ファンの音と風量が違ってきます。

蛍光灯照明器具
これは現在はインバーターが主流ですがそれ以外の方式ですと管球の寿命やちらつき、安定器の加熱など悪影響が出ます。

結局商用周波数を一旦直流に変換して動作させる機器は周波数の影響は受けません。但し以上の説明はあくまで50、60Hzの場合で例えば１ｋHzなどと言う事は想定されていません。

>私の頭の中では、機器を動かすのに必要なことは
電流×電圧＝電力

大雑把に言えばその通りなのですが実際は誘導性負荷の場合周波数によってそのリアクタンスが変化するため流れる電流も変化し、更にモーターの場合は誘導であろうが同期式で有ろうが回転数が変わってきますので様々な弊害が考えられます。

お礼

ありがとうございます。
参考になりました。

回答No.5

pitagorajr

50と60ヘルツ両用の機器も掃除機・家庭用丸鋸・充電式でないドリルなどは100ヘルツになるとうまく働かないと思います。（そこらでは手に入らない電源だが）通常の掃除機は直巻きモーターなので周波数が高くなるとコイルですから電流が流れにくくなります。直巻きモーターを使用している100ボルト100ヘルツ機器は直流なら36ボルトでそれなりに使えた経験があります。100ヘルツについては実験してません。

お礼

ありがとうございます。
面白い実験をされていますね。

回答No.3

mii-japan

現在市販されている家電はほとんどが50/60Hz対応になっています（個々に確認は必要です）

双方への対応が不明の場合
＊電子機器はほとんど問題なし（TVやPC・オーディオ機器等）
＊(動力）モータを使用しているもの（冷蔵庫・洗濯機・エアコン等）　性能に差がでる
　50Hz用を60Hzで使用　回転数が2割上がる（出力が増える、能力が増える）、電力が増える
　60Hz用を50Hzで使用、上記の逆

　モータを使用している電気時計やタイマは時間の進みが2割ずれる

＊蛍光灯　明るくなる/ちらつきが増える　等

モータとトランス、蛍光灯の安定器は動作が周波数に関係します

お礼

ありがとうございます。
具体例を挙げていただき参考になりまた。

回答No.2

phototon

聞いた話なので自信がないので聞き流す程度にお願いします

例えば、50 Hz環境でAC電源を使用する時計を60 Hz環境で使用すると時計が狂い針の進む時間が早くなると聞いたことがあります。また60から50へ持っていくと逆に遅れるとか

お礼

ありがとうございます。
この内容は初耳です。

回答No.1

tkun62

普通の電子機器は周波数の違いに対応していると思います。
モーター等は５０より６０の方が回転数があがります（工具など）。

お礼

ありがとうございます。
確かにおっしゃられるとおりだと思います。