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直流で省エネ?

そもそも、電気は、なぜ送電線から直流ではなく交流で送られてくるのか?


Photo by masatsu


それは以下の理由が一番大きい

交流は変圧させやすい
交流はトランスで電圧を容易に変えられる特徴がある。

電線とはいえ、抵抗値を持っている。
抵抗値を持っているということは、電力損失が生じる。
つまり、抵抗値をRとすると
電力損失P = 電流×電圧降下 = I ×V = I ×I ×R
なので、できるだけ電流値が小さい方が損失が少ないことがわかる。
同じ電力を供給するのに、できるだけ電流値を小さくするには・・・、そう電圧を高くすれば良い。

交流は、距離が長いところは高電圧にして、使う直前でトランスで変圧して電圧を下げればよい。
実際、例えば、発電所~街中までは500000Vで送電。街中から~電柱までは8000Vくらいで送電。家庭のコンセントに届くまでには100Vに変圧されている



一方の直流は、電圧を自由に変えにくいので、低い電圧のまま送ることになりますが、
それだと電流を多く流さなければいけない=電力損失が大きくなってしまい、使い物になりません。

対策として、抵抗値を下げる案がありますが背反があります。
電線の抵抗値をRとし、電気抵抗率をρ、電線の長さをL、電線の断面積をAとすると
R = ρ×L/A
です。

★電気抵抗率ρを小さくする
つまり、電気の通りやすい材質にしろということですが、電線には既に電気抵抗率の小さい銅やアルミが使われています。
実は「銀」が一番良いのですが、電線に銀を使ったらコスト高いし盗まれちゃうので、やってません。
なのでρを小さくする案は却下

★長さLを小さくする
電線の長さを小さくする、すなわち、発電所~コンセントまでの距離を短くしろと言っている。
そうなると、街中に発電所が必要となり、コストも環境もたまったものではありません。

★断面積Aを大きくする
つまり、電線を太くするということです。
電線が太くなると重くなってしまい扱いにくいし、これまたコストアップしてしまいます。
実際、送電線を見てみると細いですよね。


つまり、低電圧の直流で、発電所から遠く離れたところへ電気を送電する事は向いていないのです。


続く


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Author:エレクトリックバカ

ポケコンでプログラミングに目覚め、PICマイコンで電子工作に希望を抱き、来たるべきUGDの時代を夢見て眠る。
そんな うだつが上がらないサラリーメン。
先生、電子工作はおやつに入りますか?




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