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コラム

周波数について(基礎知識)

2019年1月4日   文 スタッフ-hayashi

小水力発電 周波数 電力

今回は、発電において重要となる電気の周波数について詳しく解説したいと思います。

周波数とは、運動エネルギーの最大値の山と、最小値の谷の部分が、一秒間に何回繰り返されるかの回数です。
単位はヘルツ(Hz)を使用します。
例えば一秒間に波の上下が50回繰り返されるのなら50Hzとなります。

電流のA(アンペア)や電圧のV(ボルト)とともに、電気を知るうえで大切な基礎知識です。

今回は周波数について詳しく説明していきましょう。

・直流と交流の違い

私たちの身近な電気ですが、その種類には直流と交流があり、周波数を持った電気は交流だけですので、その違いについての説明します。

・直流

乾電池に電球を繋ぐ実験は、小学校の理科の授業の定番ですが、あの電気の流れは直流であり、プラスからマイナスに向かい電流の向きと大きさが一定で流れるから電球は光ります。
私たちの身の回りにある車や携帯電話のバッテリーなどの電流は直流で周波数がありません。

・交流

私たちの家庭にあるコンセントから得られる電気は交流であり、2つの穴から流れてくる電流の向きは交互に変わり、大きさは周期的に変化しています。

東日本で50Hz、西日本では60Hzの周波数で供給されています。
コンセントの電圧は100Vで一定です。
しかし、電流は一般的には15Aが多いが、必ずしもそうとは限らないので注意が必要です。

・東・西日本で周波数は違う

日本は1つの国の中で、2つの周波数の電気が供給されている世界でも非常に珍しい国です。
原因は明治時代の近代化に伴い、関東にはドイツ製の50ヘルツ発電機、関西にはアメリカ製の60ヘルツ発電機をそれぞれが輸入して使用して、そのままの流れのインフラを現在も利用しているからです。

静岡県・長野・新潟県辺りを境にして東西の電気の周波数が違いますので、引越しの際には注意が必要です。

・家電製品の周波数

小水力発電 周波数 電力

家電製品には周波数のヘルツ表示がされており、説明書やラベルに50Hzか60Hz、もしくは『50/60Hz』の両対応タイプがあります。
現在は影響を受けない家電や、両対応タイプの物が多いのですが、電子レンジ・電気時計・蛍光灯・ステレオなどは周波数と密接に関係しており特に影響を受けやすい機器です。

電気時計を例に上げて説明すると、50Hzで時間が10分進む時計は、60Hzになると12分んでしまいます。
これは周波数の波を利用して時間を計測していため、単純に1.2倍の周波数で時間も1.2倍になるという分かりやすい事例です。

また、電子レンジ・蛍光灯を使用した照明器具なども、周波数が違うと過熱の恐れがあり注意が必要になります。

・まとめ

周波数とは波の上下運動の数であり、それにより交流の電流を発生させているのが電気の世界での主な概念です。
他にも光子、電波、音波などもエネルギーとしは少し概念が違いますが周波数を使って表します。
私たちの暮らしにはさまざまな周波数が、身近にあったこと知って頂ければ幸いです。