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直流電流と交流電流について聞きたいです。電線をながれているのは交流で使用するに際して直流に変換するのですか。

工学105閲覧

回答(8件)

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一般的にはそうですが、交流のまま使用する機器も少なからずあります。 また、思想としては直流送電というものもあるため、電線を流れているのは交流と決まっているのではなく、日本では送電に有利な交流送電が一般的に利用されているので、よく見かける電柱に繋がっている送電線は交流で流れている、という話です。 また最初に書きましたが、利用する際に直流に変換するかどうかは機器によって変わり、日本の家電製品の多くは直流に変換してから利用するものが大多数を占めますが、直流に変換せずに交流のまま利用する機器も存在するのが実態です。

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電線は、電気(電力)を遠く送るのが主目的なので、直流より送電効率が良い、交流の方が比較的に安価で電圧変換がし易いなどの利点が多いので交流で送電しています。 一方、 家庭などの電化製品で使用する際、特に多くの電子機器類は、直流でしか動作しないので必然的に交流を直流へ変換してから使う事になります。

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商用電源は交流で送電され、コンセントや工場に届けられます。 電線には電話線もあれば、ケーブルテレビもあれば、交流もあります。 電線は電気を流す線という意味ですから機器の中などでは直流が流れているところもあります。 機器の中では電子回路が多く使われていて、そのような回路は直流で動くのでコンセントからの交流を受けて直流にしてから使います。 電気には電圧、電流、電力など働きの違う要素があります。それらの要素が直流で有るのか交流のあるのかによって扱い方が違います。 交流の大きな特徴はトランスで電圧を換えられることです。そのおかげで送電するのには好都合なのです。

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家庭ではともかく、大電力を消費する工場の大規模な機械などでは、交流をそのまま使うしその方がメリットが大きい。 直流が家電製品で使われるのは、主に制御回路の半導体が直流を要求するから、コンピュータとかね。

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かつて1878年に東京電燈(東京電力)が、東京茅場町で日本で最初に火力発電をで電力を供給しましたが、直流発電で主に電灯に電力を供給しました。 電圧降下のため2km~3kmしか直流を供給できなかったので、その後、交流に切り替わりました。 交流電動機は当初制御が難しかったため、直流電動機を用いていました。 そのときの方法は、三相交流→三相電動機→直流発電機→直流電動機を動かすワードレオナード方式でした。 その後、パワーエレクロト二クスの技術開発により、 三相交流→静止型コンバータ(直流変換)→直流電動機を動かす静止型ワードレオナードが出現しました。 一方、電機子巻線抵抗制御の誘導電動機が発明され、可変抵抗により回転数を制御できるようになり、三相交流→三相交流誘導電動機になっていきました。 さらに、インバータ技術が開発され、 三相交流(単相でもいい)→コンバータ(直流)→インバータ(三相交流)→三相誘導電動機(特殊かご型など構造が簡単な誘導電動機)が、一般的になってきています。 また、最近ではリチウムバッテリー(直流)に交流充電器で蓄電し、強磁性体を用いたブラシレスDCモータが利用できるようになっています。 この構成はモーターもバッテリーも小型で強力なため、ドローンなどの利用されています。 LED照明は交流電源から直流変換器を経て、発光ダイオードを点灯しています。またラジオ、オーディオなど昔から交流電源をダイオード、コンデンサーにより整流して使用されています。 また、ダイオードが発明される以前は水銀整流器により、直流に整流されていました。