［おじいちゃんの知恵袋］交流はなぜ流れる？ |
またまた馬鹿な質問をさせてもらいます．基本的なところで分からないんだけ ど．
きれいな正弦波の交流というのは，プラスとマイナスが均等に入れ替わって， 平均的な電圧はゼロなんだよねえ．それならば，交流はある一点を行ったり来 たりするだけで，流れていかないんじゃないの？
例えば電圧源が100Vとするよねえ．そしたらまず，正弦波がプラスの方に行く にしたがって，アースへ向かってどっと電流が流れるよねえ．まあ，正弦波の 振幅の最大のところでアースと100Vの電位差ができるのかな．それでもって， 正弦波の電圧がゼロになったら電流の流れが止る．今度は，マイナス側に正弦 波が振幅を始めるとアースから電圧源に今流れた電流分が戻ってくるんじゃな い？
どういうことなんだろう？ おしえてくれー！
1） 交流の考え方は、お説の通りです。『定義』 交流100Vとは、直流100と同じenergyを発生させる電流で、我々が今接している家庭の電気は、波高値は141Vです。これを積分した値が100Vであり
、直流DC100Vと同一energyを発生する訳です。
波高値とは読んで字のごとく波形の頂上の値。従って家庭の電気は＋141vと
−141vの間を１秒間に50回、君の地域では60回往復している訳だ。
2） 今日は一つ宿題を出します。
「君の部屋に今来ている電気は何処から来ていますか？」 暇のとき考えて置
いて下さい。
以 上
おじいちゃんへ
khirano> 1） 交流の考え方は、お説の通りです。
khirano> 『定義』 交流100Vとは、直流100と同じenergyを発生させる電流で、我々が
khirano> 今接している家庭の電気は、波高値は141Vです。これを積分した値が100Vであり
khirano> 直流DC100Vと同一energyを発生する訳です。
khirano> 波高値とは読んで字のごとく波形の頂上の値。従って家庭の電気は＋141vと
khirano> −141vの間を１秒間に50回、君の地域では60回往復している訳だ。
分からないなあ．+141Vと-141Vを規則正しく往復しているのなら，積分値はプ ラスマイナスゼロで，積分値は100Vにならないような気がするんだけど．
今，本を見てみたんだけど，100Vというのは，1サイクルではなく正の波の最 大値のルート2倍だって書いてあるけど．だから，おじいちゃんの言う141Vの ルート2倍が100Vだね．これを実行値と呼ぶらしい．でも，この本を読んでも， 僕のこの間の疑問は全然解決しない．電流は行ったり来たりで，いっこうに進 まないような気がするんだけど．
khirano> 2） 今日は一つ宿題を出します。
khirano> 「君の部屋に今来ている電気は何処から来ていますか？」 暇のとき考えて置
khirano> いて下さい。
そりゃあ，もちろん電気屋さんからっしょ！ うそだよーん．そりゃあ，発電
所じゃないの？まあ，もっと詳しく言えば，
しかし，交流は0Vを中心に行ったり来たりしているとすると，上の矢印は正の 波の時だけで，負の波の時はその逆をたどっているということになるねえ．
10/31の返
1） 交流の＋−の実効値に付いては後で言及するとし、電流の本質に付いて論じた
後で考え直しましょう。
一言で言えば、電流とは「自由電子の導体内の移動」である。
今まで初歩の電気学では、電気は導体内を「＋」から「−」の向かって流れる、と
されていたが、今の我々は、電流は負電子（自由電子）が陽極に吸引され負極から
陽極にながれることは、ご承知の事と思う。真空管の原理を見れば一目瞭然。
2） さて、電気energyは電流（電子の移動）に依って発生する。電子が静止している時 何の現象も起こらない。しかもenergyは電流「i」の二乗に比例して発生する。 50cycleの1／100秒の＋の半cycleで発生するenergy量は、次の−の半cycleでも 同一量発生する。成る程−の量で前のが打ち消される様に思われるが時間軸を考慮に 入れれば、最初の＋の波より1／100秒遅れていて発生する。電流も逆流している。 しかし、発生するenergyは同一です。数学的にも電流に−符号がつくが二乗すれば ＋に変り、数学的にも何の不都合も生じない。こうして＋波−波、次の＋波−波と 次々とenergyを発生し続ける。
3） 私の手元には電気に関する図書は今は全然有りませんが、君の本で、波高値、実効値 等良く読んで数値的なことは勉強してください。
4） 話題はかわって、君の家に来ている電気は、発電所でも変電所でもない。君の家の直ぐ 近くの柱上変圧器からです。変圧器は一次coilと二次coilの間は完全に絶縁されています。 両者の間は磁力線で結合されenergyの授受が行われているだけです。 従って君の家への電気は、柱上変圧器から家の中の電気器具まで導線（電線）の中の 電子が50or60cycleで往復しているだけです。
5） 前の項の事柄を分かって貰うため、関連づけて質問しただけ。
では又
おじいちゃんへ
なるほど．電子が進んだ分元に戻ると，電流が流れないのではないかという私の 心配は，電子がどちらに流れようとエネルギーを発生させるということを無視 したものだったんだね．だから，電圧をプラスの半サイクルの波の高さだけで 定義してるのか．納得．
khirano> 4） 話題はかわって、君の家に来ている電気は、発電所でも変電所
khirano> でもない。君の家の直ぐ近くの柱上変圧器からです。
おっと．これも一本取られた．そうか，発電所から来る電流は，末端まで来ず に発電所に戻るのか．結局，電流は電子の動きだから，トランスを間に入れる と，電流源からは直接電子はやってこないんだね．単に，コイルの電磁誘導に よって，2次側コイルの回路の電子が動き出すってことか．
ふーむ．勉強になりました．