科学大好き!アイラブサイエンス!このブログでは、最新科学の?をなるべくわかりやすくコメントします。
私たちは家庭で何気なく電気製品を使っています。暗くなれば電気をつけます。テレビの電源を入れればテレビ画面が表示され、パソコンの電源を入れればパソコンが起動します。

電気は私たちの生活にはなくてはならないものですが、どうやって私達の家庭のコンセントまで運ばれてくるのでしょうか。

それは、発電所で作られた電気が遠路はるばる、送電線や配電線を伝わって私達の家庭に届けられているからです。



発電所では、私達の家庭やオフィスなどの電力消費地の需要を見越して、電気を作り続けています。 では、電気はどのような経路を通って発電所から私達の家庭に届けられているのでしょうか。順を追って見ていきましょう。(参考HP 電気事業連合会)


家の電気はどこから来るか?


電気の旅のスタートは、電気を作る発電所です。主な発電所には水力発電所、火力発電所、原子力発電所があります。

これらの発電所では、数1000V(ボルト)〜2万V(ボルト)の電圧の電気を作りますが、これを発電所に併設された変電所を使って、送電に効率のよい27.5万V〜50万Vの超高電圧に変換し、送電線に送り出します。

なぜ電圧を高くして送電するか?


「高圧線」というように私達の家庭に届く前には、電気の電圧を高くして「高圧線」で送られてきます。なぜ、電圧を高くして送電するかというと、電圧が高いほうが小さな電流ですむからです。

電気のエネルギー(電力)は電圧×電流であらわします。同じ電力を送るのに、電圧が低ければ大きな電流を必要とし、電圧が高ければ小さな電流で送ることが出来ます。

ここで、電線には少しですが抵抗があり、その値は電線の太さに反比例し長さに比例します。電線(抵抗)に電流が流れると電線は電力を消費し発熱します。これは、送電時の損失になります。

この電力の損失は、次の式であらわされます。A:損失=電流×電流×抵抗 または B:損失=電圧×電圧÷抵抗(P=IE、E=IRより)

AとBでは、送電が長くなると抵抗の大きくなる、Aの損失の方が大きくなります。送電線での損失は送電線の抵抗と電流の2乗に比例することから同じ電力を送るのであれば、より電流の少ない高い電圧で電気を送る方式が損失を少なくすることができます。

高くした電圧はどこで下げられるか?


山の途中に大きな鉄塔が何本も立ち並び、それぞれが線で結ばれている光景を目にすることがあると思います。これが送電線です。

各発電所で作られた電気は27万5000V(ボルト)〜50万V(ボルト)という超高電圧に変電されて送電線に送り出されます。

この電圧は変電を繰り返して徐々に下げていきます。これは発熱による送電ロスを少なくするためです。送電ロスが少なくなれば、長距離の区間を効率的に送電することができます。

6万6000V〜15万4000Vに変電された電気は、一部が鉄道会社や大規模工場に送られて各企業内の変電設備で必要な電圧に落とされます。残りは中間変電所に送られ、さらに低い2万2000Vに変電されます。この段階でも、大規模工場やコンビナートに電気が供給されます。

2万2000Vに変電された電気は次に配電変電所へ送られ、6600Vに変電されて大規模なビルや中規模工場へ配電されます。また、この電圧(6600V)で街中の電線にも配電されます。6600Vになった電気は電柱の上にある柱状変圧器(トランス)100Vまたは200Vに変圧され、引込線から各家庭へと配電されます。

電気の届くスピードは?


このように、送電線や配電線には、電気が24時間365日、休むことなく送り続けられています。電気の速度は光の速さと同等と言われ、一秒間に地球を7周半(毎秒約30万km弱)回るほどの速度があり、発電所で生まれた電気は一瞬にして皆さんのご家庭へと届けられます。 

 

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