日本の不思議。なぜ電気の周波数は2種類なのか？周波数統一はできないの？

日本では、電気の周波数が東日本と西日本で異なります。周波数とは、電気が一秒間に何回振動するかを表す数値で、単位はヘルツ（Hz）です。東日本では50Hz、西日本では60Hzの電気が使われています。このように周波数が2種類あるのは、世界でも珍しいことです。では、なぜ日本だけがこのような状況になっているのでしょうか？また、周波数が違うとどんな弊害があるのでしょうか？

周波数が2種類になった歴史

周波数が2種類になった理由は、明治時代にさかのぼります。当時、日本では電気事業が始まりましたが、発電機や電灯などの電気機器は外国から輸入しなければなりませんでした。東京ではドイツ製の発電機を導入しましたが、その発電機は50Hzの電気を作るものでした。一方、大阪ではアメリカ製の発電機を導入しましたが、その発電機は60Hzの電気を作るものでした。こうして、東京と大阪を中心に50Hzと60Hzという異なる周波数の電気が作られるようになりました。

その後、日本全国に電力網が広がりましたが、周波数を統一することはできませんでした。それは、周波数を変えるには大規模な設備投資や技術開発が必要だったからです。また、当時は各地域で独立した電力会社が運営しており、経営上の利害も絡んでいました。そこで、日本では新潟県と静岡県を境にして、東側では50Hz、西側では60Hzの電気を使うことに決められました。

周波数の違いがもたらす弊害

周波数が違うとどんな弊害があるのでしょうか？まず、電力系統の連系に問題があります。連系とは、複数の発電所や送電線をつなげて一つの大きな系統とすることです。連系することで、発電能力や送電能力を効率的に活用したり、災害や故障などに備えたりすることができます。しかし、周波数が違う場合は直接連系することができません。そのため、日本では周波数変換所という特殊な施設を設置して、50Hzと60Hzの間で電力をやり取りしています。

次に、家電製品や工業機器にも影響があります。家電製品には50Hzか60Hzか50/60Hzと表示されています。50/60Hzと表示されているものは、どちらの地域でも使えますが、単独表示のものは、その周波数の電気を使っている地域でしか使えません。例えば、50Hzの電気時計を60Hzの地域で使うと、時刻が狂ってしまいます。また、モーターを使う製品は、周波数が違うと回転数や出力が変わってしまいます。工業機器では、周波数が変わると精度や性能に影響が出ることもあります。

まとめ

日本では、明治時代に輸入した発電機の周波数が異なったことが原因で、東日本と西日本で電気の周波数が50Hzと60Hzに分かれました。この周波数の違いは、電力系統の連系や家電製品や工業機器の使用に弊害をもたらしています。周波数を統一することは技術的にも経済的にも困難ですが、今後はスマートグリッドやインバーターなどの技術の発展によって、周波数の違いを克服する方法が模索されています。