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。
海外へ旅行に行くと持って行った電気製品が使えないことがあります。国内と海外の電圧が違うからです。

最近は優秀なアダプターができて100V〜240Vまでの電気を直流の一定電圧に変えて、使える電気製品も多くなりました。携帯・デジカメ・ノートパソコンなどたいていのものは海外の電圧でOKです。

ただしプラグの形状が合わないこともあるので事前に調べておく必要があります。もしアダプターがその国の電圧に対応していない場合は変圧器を持って行くことが必要になります。

変圧器とは何でしょうか?

ELECOM T-TP120 海外用変圧器 trans pal 120

エレコム

世界対応110〜240V用・プラグ3点セット

発電所で発電した電気は、数1000V(ボルト)〜2万V(ボルト)の電圧ですがこれを遠くまで送るために、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。

そして、私たちの家庭に届けられるまでに電圧は変電を繰り返して徐々に下げられていきます。まずは6万6000V〜15万4000Vに、さらに2万2000Vに変電されます。次に配電変電所へ送られ、6600Vに変電。6600Vになった電気は電柱の上の電線を通っています。

最後は柱状変圧器(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。

どうして電気は50万Vから100Vまで自由自在に変えられるのでしょうか?


電圧・電流が変わるのはなぜ?


それは電気エネルギーが電流と電圧の両方に関係があるからなのです。よく電気は水にたとえられます。水を高いところにたっぷりとたたえたダムはたくさんの発電ができます。

この水の高さが電圧です。ダムからは少しずつ水を流して発電しますが、時には放水によりたくさんの水を流すこともあります。この水の流れが電流です。

たくさんの水があっても海までいくと高低差がないのでエネルギーとしては少なくなります。

そこで電気エネルギーは電気の電圧と電流の積、電力であらわすことにしました。

電力 P=電流 I × 電圧 E

ですから発電所の電力を考えると例えば1000Vで10A電流が流れた場合の電力は1万W(ワット)になりますがこの量は変わりません。

P= 1000 × 10 = 10000W(ワット)

この電気を50万Vにしても電力は変わりませんから電流は0.02Aになります。

I =10000 ÷ 500000 = 0.02A =20mA 

このように電力は変えずに電圧・電流は自由自在に変えられるのです。それでは電圧・電流は変圧器のどんな仕組みで変えるのでしょうか?


変圧器の仕組みは?


電圧電流の変換で使われるのが変圧器です。柱状変圧器を例にとって説明しましょう。

(資料提供:link.chuden

柱上変圧器の中には2つのコイルがあって、1つは導線がたくさん巻いてある高圧コイルと、それより少ない巻き数の低圧コイルがあります。この2つのコイルの電磁誘導を利用して電圧を変えています。

発電所の電力が1万Wの電力でしたら、左側のコイルでは 10000÷6600 = 約1.5A の電流が流れますが、右のコイルでは 100Vでは 10000W÷100V = 100A の電流が流れることになります。

このように電力(電気の働く力:電圧×電流)は変えられませんが、電圧や電流は、自由に変えることができます。電力は一定なので電圧を高くすると電流は小さくなり、電圧を低くすると電流は大きくなります。

 

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