『交流(AC)電源』『直流(DC)電源』を初心者向けに丁寧に解説!

2021年5月27日

これから電気に関わる仕事をしたい方はまず『交流(AC)電源』『直流(DC)電源』を知らないと何も分からないですよね。

最初は参考書で読んで理解しているつもりでも現場ではよく分からず作業している場合多いと思います。

電気は目に見えない為、どのように電気が流れているかは頭の中でイメージしていくしかないです。

その為には基本をしっかり理解するしかありません。

今回はまず基本的な『交流(AC)電源』『直流(DC)電源』について私なりに分かりやすく解説していきたいと思うのでぜひ参考にしてみてくださいね。

⇒PLCやシーケンス制御、電気保全について私が実際使用して学んだものを『電気エンジニアが教える!技術を学べるおすすめ参考書』で紹介しているのでこちらもぜひご覧ください。

交流(AC)電源とは

一定の周期で電圧と電流の大きさと向きが時間とともに変わる電源。

周期はT=1/f(s)で求められます。

例えば50Hzの場合の周期は1/50=0.02sになります。

周期は簡単に言えば波が発生してからまた戻るまでにかかる時間です。
これを50回繰り返す事で1秒間となるので、要するに1秒間に50回波が発生していると言う事です。
この50回の波の振動数が周波数(Hz)となります。
覚えておいてくださいね。

もう1つこの波には最大値実効値平均値があります。

最大値がこの波の頂点部分の事でVmで表します。

実効値は普段の生活で使用している電圧となり、例えば家庭用電圧100Vは実効値となり、平均値は半サイクルを平均したものとなります。

以下計算式をまとめておきます。

・実効値V=Vm/√2
・平均値Va=2Vm/π

なんか難しいですよね~。まー初めは交流電源は+と-を行ったり来たりしているという事を覚えておいてください。

参考記事:『周波数の60Hzと50Hzの違いとは?またモータの電流値や回転速度、トルクはどうなるの?』

単相3線式

一般家庭用に使われているのが単相3線式です。

一般家庭では上記のabより電源をとりコンセントや電灯に使用しています。


接続する場合はabだけではなくbcにも必ず負荷を接続してできるだけ均等に負荷を接続してくださいね。

理由としては2点あります。

・平衡になればなるほど中性線に電流が流れずに効率がよくなる。

・不平衡となると中性線が断線すると負荷の軽い側に過電流が流れる。

この上記2点大事なのでしっかり覚えてください。

ちなみに使用例として私の工場ではこの単相三線式で送られてきている分電盤では100Vコンセントに使用して、200Vは蛍光灯などに使用しています。
また、使用上の注意点としてはこの単相3線式の分電盤よりモーター類は使用できないので間違えて電源とらないように注意してくださいね。

参考記事:『【第2種電気工事士】単相3線式で中性線が欠相(断線)すると電圧、電流値はどうなるの?詳しく説明!』

三相3線式

三相3線式は主に工場などで使用されています。

工場では主にモーターで使用されています。

参考記事:『【第2種電気工事士】三相交流回路スター(Y)とデルタ(△)での電圧・電流・電力はどうなる?わかりやすく解説!』

直流(DC)電源とは

電圧と電流の大きさと向きが常に一定の電源。

直流電源は+と-があり、必ず電流は+から-の方に流れます。直流は交流と違い、方向が同じとなります。

もう1つポイントとして直流の場合は電流を制限する要素として抵抗R(Ω)だけであるが、交流の場合は抵抗+コンデンサ+コイルがあります。
交流の場合はこれら要素をまとめてインピーダンスと呼ばれ、Z(Ω)で表します。

参考記事:『電験3種の理論合格で最も重要な『インピーダンス』について詳しく解説!』

【まとめ】直流電源と交流電源違い

・直流電源は電圧、電流の大きさと方向が一定だが、交流では電圧と電流の大きさ方向が周期的に変化する。

・直流では電流を制限する要素は抵抗だけだが、交流は抵抗+コンデンサ+コイルがある。

上記2点が直流電源と交流電源の違いなのでよく覚えておいてくださいね。

テスターなどよく使用すると思いますが、直流電源なのか交流電源なのか重要なのでしっかり確認して測定してください。

もし間違えると破損につながってしまいます。

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Posted by ネバヤン