交流電源【単相】家庭用電源波形の基礎

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電気
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家庭用の電源は単相交流が供給されています。
交流は電流と電圧の大きさと向きが時間の経過とともに変化しています。
このため直流とは異なる性質をもちます。

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最大値・最小値・実効値

交流電源は時間の経過とともにプラスとマイナスが交互に切り替わります。
このような形を正弦波交流といいます。

プラス側とマイナス側の山の形は同じなので
プラス側の波の高さ(Emax)とマイナス側の波の高さ(Emin)は等しくなります。

0から次の0までのプラスからマイナスの一回分を1サイクル(1周期)といいます。周期の単位はHz(へるつ)です。

関東では1秒間に50サイクルなので1サイクルが0.02秒
関西では1秒間に60サイクルなので1サイクルが0.016秒

※プラスの山を下った時の0の位置(半サイクル)では
関東が0.01秒、関西が0.008秒ということになります。

コンセントの電圧は100Vですが、この電圧は実効値なので
最大値はこの数値に√2をかけた値になるのでおよそ141Vになります。
なので家庭用のコンセントはプラスの141Vからマイナスの141Vを
周期的に繰り返しています

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正弦波交流波形


正弦波とは三角関数のsin波形を表しています。

赤矢印を起点として反時計回りに円周上を一定の速度で移動していきます。
90°で最大値となり270°(-90°)で最小値となり360°で起点に戻ります。
起点からスタートして1周するのが周期なので一秒間に何週できるかが周波数です。

50Hzだと単位円上を50周します。

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