直流電流と交流電流の違いをイラストで描くと？

質問

お世話になります。
電気素人です。

よく電流、電圧、抵抗を水鉄砲を例に解説するのを見ます。
　電圧：水を押す力
　電流：出る水の量
　抵抗：水鉄砲の穴

一応、これでイメージはわくのですが、
ではこの水鉄砲を例として考えた場合、
直流電流と交流電流の違いはどのように考えれば良いのでしょうか？

小学校で豆電球とかモーターを電池と繋ぐとかで直流と交流が違うってのは
わかってるつもりなのです、これを工業規模で考えるとよくわかりません。

どなたかご教授の程、宜しくお願いします。

回答No.11

fxq11011

No10追記
二つのタンクなんて言わずに、ひとつのシリンダーにピストンを入れ両サイドをホースでつなげばわかりやすいです。
直流はピストンの片側にスプリングを仕込む、交流はピストンを外部の力で左右に動かす

回答No.10

fxq11011

水鉄砲より高いタンクの水をホースで流すモデルはよく聞きました。
２つの水タンクをホースでつなぎ、２つのタンクを交互に上下すれば、ホース内の水流はまさに交流では・・・？。
もちろん、実際の電気は５０、６０Hz、このモデルでは１Hzでもきついかも知れませんね。
タンクモデルで注意するのは、本当はタンクの位置を上下するのでなく、タンクの底にバネを仕込み、たまっている水の量に関係なく水位を同じに保つタンクです（交流モデルではこのバネを上下させます）。
したがって、流れ出た水は外部に放出するのではなく、タンクの底部分に戻ります、電気もマイナス側が電源につながっている必要があります。
うえの、交流モデルも速度の差は大きいですが、ほぼ的を得ているのでは、と思います。
もちろん、
電圧＝水位
電流＝ホース内を流れる水の量
抵抗＝ホースの太さ

回答No.9

mathartsmile

考えましたが水鉄砲というイメージを　水を満たして作るダンベルの中に水をある程度入れているパイプ（もち手部分）に変更させていただきました。
そのかわり
　電圧をパイプの両端の高低差
　電流をパイプを流れる水の水量
　抵抗をパイプの太さ

直流：パイプを斜めに固定しその中を一様（右から左へ、上から下へなど）に流れていくイメージ
交流：パイプを手首を往復してひねるように動かしたときに、パイプのなかを右左右、上下上と行ったりったり来たりするように流れているイメージ

このような説明でイメージ可能でしょうか。

回答No.8

tadys

＞これを工業規模で考えるとよくわかりません。
工業規模で考えるのであれば、水流モデルを使用するのは良くないです。
水流モデルによれば、電線の中を電子が伝わるように考えますが電線の中を電子が伝わる速さは１秒間にミリ単位と遅いのです。
電子が電気を運ぶとすると、スイッチから数メートル離れた電球が瞬時に点灯する事を説明できません。
http://djweb.jp/power/physics/physics_01.html

あえて水流モデルで例えるならば、交流は水の波に例えれば良いでしょう。
プールの端で水面をバチャバチャやって波を起こすと水面を波が進むでしょう。
この時、水はその場で上下（水の場合上下だけでないけど）するだけで、水そのものが波とともに進むわけでは有りません。
http://k-hiura.cocolog-nifty.com/blog/2013/01/post-5fb4.html

回答No.7

ORUKA1951

＞よく電流、電圧、抵抗を水鉄砲を例に解説するのを見ます。
　寡聞にして知りませんが、水流モデルはよく使われます。
　⇒水流モデル 電気 - Google 検索( https://www.google.co.jp/search?hl=ja&safe=off&client=firefox-a&hs=2ug&rls=org.mozilla:ja:official&q=%E6%B0%B4%E6%B5%81%E3%83%A2%E3%83%87%E3%83%AB%20%E9%9B%BB%E6%B0%97&psj=1&bav=on.2,or.r_qf.&bvm=bv.44442042,d.dGI&biw=1024&bih=613&um=1&ie=UTF-8&tbm=isch&source=og&sa=N&tab=wi&ei=voZTUbG3E9HPkAXowYDgCQ )

　交流の場合も、このモデル的な考えをする限り変更する必要はありません。単に高さの座標の値が＋－に変化するだけですから。
│___　　　　　＋
│　　＼　　　　↑
│　 　　￣￣￣

│___　　　　　－
│　　＼　　　　↑
│　 　　￣￣￣

　最も理解しておいて欲しいのは、水流モデルが優れている点でもあるのですが、電流が流れるということは、電子(水)自体が高さが異なるほうへ一瞬で移動するのではないということです。水がいっぱいに詰まったパイプの一方の（タンクに繫がった）コックを開ければ、他方から直ちに水は出てきますがその水はコックから入ってきた水ではないということ。
　タンクの水に色をつけておけばよくわかるでしょう。

　一瞬にして長いパイプの一方から一方に、電荷(水の量)は移動しますが、水自体はそんなに動いていない。家庭の電灯線でもせいぜいカタツムリの歩みくらいのものでしょう。大事なことは、それが一方に押されるだけなのか、右や左に押される方向が変わるかだけです。

　よって水流もでるそのままの理解で構いません。

回答No.6

noname#215107

ゴム膜で仕切った、水が入った入れもの。2か所、両サイドにそれぞれ水の出口がある。
ゴム膜が勝手に振動します。

回答No.5

tetsumyi

水鉄砲で押し切ると水が無くなって流れることができなくなるので、出た所にタンクを作って水を溜めることにしましょう。
そうして、水鉄砲を引くときに溜めた水を吸い込むように作ります。
そうすると、水鉄砲を押すときも引くときも水が流れて、どちらでも仕事をさせることができます。
これをすごいスピードでやっているのが交流でどうでしょう？

回答No.4

foomufoomu

交流は周期が毎秒50回とか、けっこう速いので振動でしょう。
水鉄砲ではうまい比喩が思いつきません。

直流はじわっと押す指圧。交流はぶるぶる震えるマッサージ機。

回答No.3

kuro804

こんばんは

昔、竹を切り先端は節に小さな穴を開けて水の出口にして
ピストンは細い竹枝で布を巻き付けて竹の中に押し込めば
水鉄砲が完成しました。

この場合ピストンを引いて水を吸い取り、
ピストンを押すと水が飛び出ます。

つまり水が竹から飛び出すのをプラスの電流とすれば
水を吸い込む方向はマイナスの電流と考えられます。

という具合ではいかがでしょうか？
決して教える立場ではありません、そこそこ近い分野で長くメシを食ってますが、いまだに電流も電圧も見たことがないのです。　すみません！

回答No.2

tanuki4u

交流は　突っ張りだな

http://www.youtube.com/watch?v=RagQZpWkbsY

直流は　ノドワって感じ（良い映像が見つからんが）