交流電気がなぜ流れるのか

昔はよく考えていたこんな素朴な疑問も最近はまあいっかで済ますようになってしまった。悲しいね。

Short Circuit

直流が流れるのは感覚的に分かる、電池（やそれに代わるもの）が電子を回路に流していくから。でも交流だと、電子は同じ区間を行ったり来たりしているだけじゃないか？そう思っていた。

けれども電気をどうやって仕事に変えるのか、と改めて考えてみると、回路の一部が仕事をするとき、電子そのものが消費されているわけではなく、電子の持つ運動エネルギーが消費されている、のではないか？
だから交流は電圧の向きの変化に合わせて電子の移動する向きも変わるけれど、それが電球なり家電製品なりにたどり着くたびに電子が抵抗にぶつかっていけばちゃんと仕事をする気がする。

上のサイトにあるように、電流の向きは変わっても仕事はどちら向きでもするし、回路も家の近くの電線からしかつながっていない（電柱の変圧器はそこまでの送電線と完全に絶縁していて磁力線でつながっている。）のなら、それぐらいの距離なら、スイッチをつけてすぐに電気がつく反応の早さも、交流が流れる仕組みも感覚的に分かる気がする。

整流器を徹底解説！ダイオードやサイリスタ製品の仕組みとは| 半導体・電子部品とは | CoreContents コアスタッフ株式会社整流器を徹底解説！ダイオードやサイリスタ製品の仕組みとは| 半導体・電子部品とは | CoreContents コアスタッフ株式会社 | CoreContents

電球なんかは電気の向きがどちらでも光ってくれそうだが、電化製品はそうでもないでしょう。（電球も実は目に見えない早さ（関西なので60Hzだから1秒に120回）点滅しているらしい。）整流器についても簡単に調べてみた。

半波整流回路と全波整流回路があるそう。半波はダイオード的な、プラスの電気だけ流して、マイナスの電気はせき止める、構造はシンプルだけど、電気の半分は捨てることになるのでエネルギー効率は悪い。全波はなんかうまいこと回路を作って、プラスとマイナスどちらの電流も使っちゃうらしい。
それをコイルとかコンデンサーを使って電流を平均化して流すらしい。

結局そんなによくわからなかった。

【今さら聞けない】単相と三相の違い | 過去メルマガ一覧 | 加美電子工業株式会社

交流電流には単相と三相がある。三相は3分の1づつ周期をずらした単相を3つ重ね合わせている。普段使うのは単相、向上とか大型設備には三相。
単相の波で空白になっている時間にも、三相では電気を送ることができるから、同じエネルギーを送るのにも少ない電流で済み、電力のロスが小さいらしい。最大電圧の間隔が狭いので、同一方向への力の変換には向いているらしい。

コンセントは単相は行きと帰りの2本、よくみるやつ。三相は6本になりそうだけど3本。3つの相、U相、V相、W相の電流の合計は0になる（電圧も）ので、帰りの線が必要なく、3本で足りる。

おそらく、送電設備は単相のほうがシンプルだから、家庭用は単相になっているのではないかな。