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5分でわかるデジタル家電のABC Vol.023

発行日： 2007/8/25

5分でわかるデジタル家電のABC Vol.023
【振動する回数・・・周波数の謎】
発行：2007.08.25 23:00
配信数：206部
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【目次】
１．今日はブルブル
２．ヒモと周波数
３．交流・直流
４．商用電源
５．オシロスコープ
６．まとめ
７．次回予告
８．編集後記
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【１．今日はブルブル】

私
「今日は紐をつかいましょう！」

X君
「ヒモ？？何なんですか。急に」

私
「実験をするのだよ」

X君
「あ、何か前回【周波数】の話がでましたね。そのことですか？」

私
「ま、そういうところかな。さ、紐の端を持って」

X君
「何だか妙に太い紐ですね。それにしても・・・あっ」

私
「こうやってブルブルすると、紐が震えるでしょ。
それが上下に震動していて、
その波が移動しているように見えるわけ」

X君
「これは、小学生のときに、
縄跳びの紐を蛇のようにくねらせて遊んだのと同じです。
縄跳びの遊びって、電磁波に関係があったのですか？」
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【２．ヒモと周波数】
私
「図を描かないと分かりにくいんですが、
このブルブルした波の振動する回数のことを周波数と言うんだね。
正確に言うと、【一秒間に何回変化するか】ということなんだ」

X君
「ふーん。この波の変化する回数のことですか。
じゃあ、一秒間に10回ブルブル変化したら、周波数は10ですね」

私
「周波数の単位はヘルツというから、10ヘルツだね。
ヘルツは、人の名前で、ヘルツさんは確かドイツ人だ。
専門的にはヘルツは【Hz】と表記するよ。

10ヘルツは【10Hz】、50ヘルツなら【50Hz】、60ヘルツなら【60Hz】

前回「電波法」の話で、三百万メガヘルツというのがでたけれど、

三百万メガヘルツというのは、
3,000,000,000,000 Hzのことだね（専門的には3THz=サンテラヘルツ）」

X君
「えーとえーと、いちじゅうひゃくせんまん・・・3兆ヘルツですか！」

私
「そういうことになるかな。0が多すぎて分かりにくいけれど」

X君
「ということは、一秒間に3兆回！振動しているんですね」
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【３．交流・直流】

私
「周波数を考える上で、分かりやすいのは、コンセントだね。
いわゆる【商用電源】とかって言われているものだ。

この商用電源、日本では、50Hzと60Hzの二種類存在している。
東日本は、50Hzで、西日本は60Hz。

同じ国なのに、二つの周波数が存在しているんだ。
これは世界でも稀に見るほどの、特別な出来事だね」

X君
「ちょっとちょっと、何訳のわかんないことを言っているのですか。
何で、コンセントが振動するんですか？」
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【４．商用電源】

コンセントの電圧は振動しています。
例えば、東日本だったら、50Hzだから一秒間に50回ですね。
こういう電源を【交流電源】といいます。

振動しない電源は【直流電源】といいます。
例えば、バッテリーの電圧は振動していません。
また、パソコンの内部回路は、直流を使っています。

パソコンなどは、交流から直流に変換するための
「アダプター」が付いているはずです。
（エンジニアの世界では「AC-DCコンバータ」などと言う）

ところで、何で、コンセントでは、交流電源なんか使うかというと、
発電所では、モータ（タービン）を使って発電している訳ですが、
モータを使って発電すると、
出力電圧が、交流電圧になってしまうためです。

で、実は、この交流電圧というのは、都合がいい。

何で都合が良いかというと、変圧が楽だからです。

変圧というのは、電圧を変換することです。

日本では一般的にコンセントの電源は100Vですね。
（これも世界的に見たらとても珍しい。多くの国は200V以上）

しかし、発電所で100Vを作って、
それを送電線で運ぶと、損失が大きくなるのです。
損失が大きくなるということは、
熱に変わって電気のエネルギーが逃げてしまうということです。

せっかく、発電しても熱として逃げていってしまう。
というのは、本当に、もったいないことですよね。

それを防ぐために、電圧を上げる方法が取られています。

さっきも書いたように、電圧が高ければ、損失は低下するからです。

発電所から送られてくる電圧は、27万5000V～50万Vぐらい。
それが、供給地に近くなると、電圧は段々下げられていき、
各家庭に届くときには100Vにまで落とされるのです。

しつこいですが、交流だと、電圧を変化させるのが容易なのですね。

そのほかにも「3相」などを使うと
損失を減らせるというメリットも、交流にはあります。

X君
「またさりげなく、難しそうなことを言うのですね・・・」
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【５．オシロスコープ】

X君
「でも、本当に、コンセントの電圧は振動しているんですかね。
何だか、騙されているような気もしますが・・・」

私
「実際に、変動している波形を見ることができます。
オシロスコープという測定器を使うんですね」

X君
「オシロスコープですか。また難しそうなものがでてきましたね」

私
「50Hzと60Hzの続きは、次回にやりましょうか」
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【６．まとめ】

「周波数」というのは、
「一秒間に何回（電圧などが）振動するか」という概念である。

50Hz（ヘルツ）なら、1秒間に50回、
60Hz（ヘルツ）なら1秒間に60回変化すること。

電波法で、は周波数が三百万メガヘルツの電磁波を電波というが、
三百万メガヘルツというのは、
3,000,000,000,000 Hzのこと（専門的には3THz=サンテラヘルツ）。

一秒間に、3,000,000,000,000回
振動しながら進んでいる波ということになる。
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【７．次回予告】
次回は、商用電源の周波数の謎を書くつもりです。
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【８．編集後記】

暑い日が続く。

しかし平日は、早朝に家を出て、0時過ぎに帰ってくるので、
寝苦しい夜を耐えれば、職場では少しは涼しい。

クールビズとはいえ、28℃に設定されているので、
外気温よりは涼しいのだ。
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【5分でわかるデジタル家電のABC】
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