家電製品には直流が必要ですが、なぜ家庭では交流を使用するのでしょうか?

電気は交流と直流に分けられることは知っています。では、あなたの家電製品にはどんな種類の電気が必要かご存知ですか?

多くの人は交流だと思っているかもしれません。結局、テスラの交流は100年以上前にエジソンの直流に勝利したのです。残念ながら、この答えは間違っています。 LED 照明を含め、現在私たちが使用している家電製品のほとんどは直流を必要とします。ちょっと待ってください、私たちの家の電力線は交流電流を送っているのではないですか？実際、家庭に入ってくる電気は私たちが必要とする電気ではないため、使用する前に変換する必要があります。すると、家電製品のプラグがどんどん大きくなり、この「大きなプラグ」の機能は交流を直流に変換することであることがわかります。この時点で、電源タップの製造元に対して不満を言わずにはいられません。彼らは本当に時代の流れについていけていない。電化製品を5台数えて5穴電源タップを買ったのですが、結局3台しか差し込めません。本当にスペースが足りません。

家庭内の電化製品はすべて直流を必要とするのに、なぜ交流が家庭に供給されるのでしょうか? DC電源に切り替えてみてはいかがでしょうか?

人々が初めて電気を使用したとき、当時利用できる電流は直流のみだったため、直流が使用されました。直流を何千もの家庭に普及させたのはエジソンでした。電気を利用できる人が増えるにつれて、電力の送電という問題が発生します。抵抗が存在するため、送電中に電気が失われ、失われた電気エネルギーは熱エネルギーの形で放出され、送電線が溶けてしまいます。どうすればいいですか？発電と消費の距離を縮めるには、発電所をもっと建設する以外に方法はありません。

この頃、エジソンの会社には「テスラ」という名前の従業員がいました。彼はエジソンの弾圧により会社を辞めた。その後すぐに、彼は交流という新しい電力システムを発明しました。

交流と直流の違いは非常に明白です。直流電流の大きさと方向は時間の経過とともに変化しませんが、交流電流の方向は刻々と変化します。たとえば、周波数 50 Hz の交流電流の方向は 1 秒間に 100 回変化します。これはどういう意味ですか？つまり、DC では電圧を変更できませんが、AC では変更できます。電圧を変更できるということは、電気を長距離送電できることを意味します。送電線の総電力は電圧と電流の積に等しいため、電力が一定であれば、電圧が高くなるほど電流は小さくなります。したがって、電圧を上げると電流を減らすことができます。

伝送線路の損失は、電流の二乗に抵抗を掛けたものに等しくなります。電流が減少する限り、損失は減少することがわかります。そのため、電圧を上げれば送電線の損失が減り、長距離送電が可能になります。

エジソンはパニックに陥った。もし誰もが交流を使うとしたら、彼が世界中に建設したすべての発電所は莫大な損失を被ることになるだろう。そこで彼は交流を抑圧し、信用を失墜させようとしたが、結局歴史の車輪が前進するのを止めることはできず、結局交流が直流に勝利した。交流の勝利は、それが置かれた歴史的環境と密接に関係しています。当時、人々の家庭には電化製品があまりありませんでした。照明に使う電球は直流でも交流でも違いはありませんでした。しかし今は違います。家電製品には直流が必要です。それで直流は復活するのでしょうか?

交流は長距離にわたって電気を送ることができますが、欠点がないわけではありません。

交流電流が長距離伝送できるのは電圧を変更できるからであり、電圧を変更できるのは電磁誘導を発生できるからです。電磁誘導が存在するからこそ、交流送電線間および送電線と大地間に電磁誘導によるインダクタンスとキャパシタンスが発生し、誘導性リアクタンスと容量性リアクタンスが発生し、大きな電力損失が発生します。交流送電線がなぜあんなに高い位置に架けられているかご存知ですか？電線が人に当たるのを恐れているからではなく、電線を地面から遠ざけることによってのみ、電磁誘導を最小限に抑え、無効電力損失を減らすことができるからです。交流にはこのような欠点がありますが、それでも電気を送ることは可能です。それでも直流よりは強いのではないですか？今は状況が違います。

エジソンの時代には直流電流を長距離送電することはできませんでしたが、現在は違います。発電側で交流の電圧を昇圧し、その後コンバーターを使って直流に変換して送電する方法があります。電力消費の限界に達した後は、インバーターを使用して直流を交流に戻し、最終的に電圧を下げて使用することができます。

直流には電磁誘導がないので、送電時の無効電力損失を回避でき、送電効率が大幅に向上します。私の国の石炭と水力資源は北西部と南西部に分散していますが、電力消費は東部に集中しています。エネルギーと電力負荷の不均衡な分配の問題を解決するために、わが国は「西から東への送電」計画を実施しており、この計画では長距離の超高圧直流送電を採用しています。直流はすでに長距離伝送が可能であり、すべての電気機器は直流を必要とするため、将来的に直流が交流に取って代わることは可能でしょうか?待って見守るしかない。

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