交流電流について
電流とは、物質を通じて電荷が流れることです。電流のSI単位は秒当たりのクーロン、またはアンペア(A)であり、これはSI基本単位です。1アンペアは、1A = 1クーロン毎秒 = 1 C/sと表されます。
交流(AC)とは
交流、またはAlternating Current(AC)は、周期的に方向を逆転させる電流のタイプです。交流回路では、電荷は一方向に流れ、次に反対方向に流れ、一定の頻度で方向を絶えず逆転させます。AC電圧は正味の動きを引き起こさず、電子は交互の電場に応答して往復する(数マイクロメートルの距離を超えて)。
交流電流の使用
交流電流は、電力グリッドによって私たちの家やビジネスへと配電される最も一般的な例です。交流電流は、長距離の電力伝送に適しているとされています。これは、交流電流を高電圧に簡単に変換して長距離での伝送を可能にし、その後、低電圧に変換して家庭やビジネスで使用できるためです。交流電流の頻度は通常、ヘルツ(Hz)で測定され、これは電流が1秒間に往復する回数を指します。アメリカ合衆国では、AC電力の標準頻度は60Hzであり、他の一部の国では50Hzです。
交流電流の測定
電流計は、回路を通る電流を測定するために使用されます。交流(AC)電流を測定するための電流計には、移動コイル電流計、デジタル電流計、クランプ型電流計の3つの基本タイプがあります。
整流とAC電流計
整流とは、AC(交流)信号をDC(直流)信号に変換するプロセスです。整流によって、AC信号の負の半波を除去または「整流」します。これは通常、一方向の電流流れのみを許容し、反対方向の流れを阻止するダイオードを使用して行われます。
交流電流のソース
交流(AC)電流のソースには、電力グリッド、発電機、インバーター、トランスフォーマーなどがあります。電力グリッドは、家庭、ビジネス、その他の施設にAC電力を供給する電力ステーション、変圧器、送電線のネットワークです。
電流のタイプ
電流には、直流(DC)、交流(AC)、パルスDCの3種類があります。直流は一方向に流れる電荷の流れであり、交流は周期的に方向が変わる電荷の流れです。パルスDCは、連続的ではないパルスまたは短いバーストで流れる電流のタイプです。
家庭でAC電流を使用する理由
AC(交流)電流が家庭で使用される主な理由は、AC電流が長距離にわたって効率的に伝送できるからです。AC電流は、変圧器を使用してさまざまな電圧レベルに簡単に変換できるため、高電圧で伝送し、電線の抵抗による電力損失を減らすことができます。
電流と水力学のアナロジー
電流と水力学のアナロジーは、水力学と電気の間の広く使用されている比喩であり、回路の動作を理解するのに苦労している人にとって有用な教育ツールです。この比喩は、熱伝達問題にも適用できます。