なぜ家庭で交流電流を使用するのか
交流(AC)電流が家庭で使用される主な理由は、長距離にわたって電力を効率良く伝送できるからです。交流電流は変圧器を用いて簡単に異なる電圧レベルに変換できます。これにより、高電圧での伝送と低電流が可能となり、電線内の抵抗による電力損失が少なくなります。さらに、交流発電機は直流(DC)発電機に比べて、構築および維持の効率性とコスト効果が高いです。交流発電機は回転する磁石と静止したコイルのシンプルな設計を使用していますが、直流発電機は回転する磁場を一方向の電流に変換するために、整流子とブラシが必要です。
交流電流を使用するもう一つの理由は、交流発電機がさまざまな周波数の電流を生産できることで、これにより異なる種類のデバイスや家電に電力を供給することが適しています。例えば、高周波数の交流電流は電動モーターに使用され、低周波数の交流電流は照明や電子機器に使用されます。最後に、交流電流は高電圧レベルでの直流電流よりも安全です。交流電流は周期的に方向を逆転するため、感電のリスクが減少し、回路遮断器やヒューズなどの安全装置を使用して電気的ハザードから保護することができます。
交流電流の源
交流(AC)電流の源にはいくつかのものがあります。
電力網: 交流電流は、電気電力網で電力分配に一般的に使用されます。電気電力網は、電力所、変圧器、および送電線のネットワークで、家庭やビジネス、その他の施設にAC電力を供給します。電力網で使用される交流電流は、国によって50Hzまたは60Hzの周波数を持っています。
発電機: 交流発電機は、機械エネルギーを電気エネルギーに変換する機械です。これらは磁場内でワイヤーのコイルを回転させることによって交流電流を生成し、発電所、風力タービン、交通機関など、さまざまな産業アプリケーションで使用されます。
インバーター: インバーターは、直流(DC)電圧を交流電圧に変換するデバイスです。これらは、太陽光パネルや風力タービンによって生成されたDC電圧を家庭やビジネス向けに供給するAC電圧に変換するため、再生可能エネルギーシステム、例えば太陽光や風力システムで一般的に使用されます。
変圧器: 変圧器は、AC電力の電圧を変更するために使用されるデバイスです。これらは、長距離にわたる伝送のためにAC電力の電圧を昇圧または降圧するために、電力分配ネットワークで一般的に使用されます。