交流

交流AC)とは、方向が一定である直流とは異なり、大きさや方向が変化する電流のことです。これは、回路に流れる電流の方向が常に前後に反転していることを意味します。これは、どのようなタイプの交流電圧源でも行われます。

交流電源回路の通常の波形は、これがエネルギーの最も効率的な伝送につながるため、正弦波です。しかし、特定のアプリケーションでは、三角波や矩形波などの異なる波形が使用されています。安価なパワーインバーターは、方向の変化の間に一時停止を伴う方形波を生成します。

1つが交流を話すとき、1つは主に電気が企業や住宅に供給される形態を指します。交流は発電所から来ています。電気の方向は60回毎秒(または世界のいくつかの地域では50回)に戻って切り替わります。これは、電球の光が止まらないほどの速さで行われます。

しかし、電気ワイヤで運ばれるオーディオ信号やラジオ信号も交流の例です。これらのアプリケーションでは、多くの場合、重要な目標は、交流信号上に符号化(または変調)された情報を回復することです。

動きのあるぼかし露出で見た街の灯り。ACの点滅で線が連続ではなく点線になってしまいます。Zoom
動きのあるぼかし露出で見た街の灯り。ACの点滅で線が連続ではなく点線になってしまいます。

歴史

ニコラ・テスラは電気的共振の実験を行い、様々な照明システムを研究しました。彼は誘導電動機、新しいタイプの発電機と変圧器、交流送電システムを発明しました。

ウィリアム・スタンレー・ジュニアは、絶縁された回路間で交流電力を効率的に転送する最初の実用的な装置の一つを設計しました。共通の鉄心に巻かれたコイルのペアを使用して、誘導コイルと呼ばれる彼の設計は、近代的な変圧器の初期の先駆けとなりました。今日使用されているシステムは、19世紀後半に、主にニコラ・テスラによって考案されました。また、ジョージ・ウェスチングハウス、ルシアン・ゴラード、ジョン・ディクソン・ギブス、ウィルヘルム・シーメンス、オリバー・シャレンジャーも貢献しました。交流システムは、トーマス・エジソンが長距離にわたって効率的に電力を分配するために使用した直流システムの限界を克服しました。

ミルクリーク水力発電所は、1893年にカリフォルニア州レッドランズ近郊に建設されました。Almirian Deckerによって設計されたこの発電所は、10,000ボルトの三相電力を使用しており、これが最終的には世界中の発電所の標準的な方法となりました。

どのように機能するか

交流電源の方が安くて電子機器を作りやすい。また、交流電源の電源スイッチも安価で作ることができます。直流よりも電流の増減が非常に簡単にできるので安価です。交流は小さい電流で高い電圧を使うことができるので、電力を送るときの損失を減らすことができます。交流は電線の発熱を抑えることができます。直流の電力を送ることはできても、損失が大きく、長距離を送るためには電力に負荷をかけなければなりません。これが変圧器ステーションをあちこちに設置していない理由です。交流は、それがそれが来た源に戻る間、電流を絶えず何度も前後に切り替えることによって動作します。

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質問と回答

Q:交流(AC)とは何ですか?


A: 交流とは、大きさや方向が変化する電流のことで、方向が一定である直流とは異なります。

Q: 通常の交流電源回路の波形はどのようなものですか?


A: 交流電源回路の波形は、エネルギーを最も効率よく伝達できる正弦波が一般的です。

Q: 用途によって異なる波形があるのですか?


A: 三角波や矩形波など、用途によって異なる波形を使用します。

Q:安価なパワーインバータでは、どのような波が発生するのですか?


A:安価なパワーインバータは矩形波で、方向転換の間に間があります。

Q: 交流はどこから来ているのですか?


A:交流というと、企業や家庭に電気を供給する形態を指すことがほとんどで、交流は発電所から供給されます。

Q: 電気の向きは1秒間に何回戻るのですか?


A: 1秒間に60回(世界の一部では50回)、電気の向きが入れ替わります。

Q: 電線に流れる交流信号にはどんなものがありますか?


A:電線に流れる音声信号や無線信号は、いずれも交流信号の一種です。これらの用途では、交流信号に符号化または変調された情報を復元することが重要な目的であることが多い。

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