今日の科学者は、電気が自然界で最も基本的な現象の1つであることを理解しています。 電気インパルスは常に私たちの体全体に行き渡り、私たちの世界の問題でさえも電荷によってまとめられています。 それにもかかわらず、電気はまだ発見されなければならず、誰がこれを最初にしたかについていくつかの論争があります。
発見者は、1600年に「エレクトリックス」という言葉を最初に使用した英国の医師ウィリアム・ギルバートであった可能性があります。 数年後に「電気」という言葉を作り出したのは、英国の科学者トーマス・ブラウンだったのかもしれません。
アメリカ人は、1752年に雷が電気であることを証明したのは発明者のベンジャミンフランクリンであると信じています。 古代ギリシャ人とペルシャ人が電気について知っていたことを示す証拠さえあります。 賞を受賞した人は誰でも、DC電気（直流）を発見したことは間違いありません。 AC電気（交流）は19世紀まで登場しませんでした。
DC電気とは何ですか？
科学者は、電気を電子と呼ばれる負に帯電した粒子の流れとして視覚化します。 それらは、物質を構成するすべての原子の核を周回する同じ粒子です。
電気の2つの基本的な法則は、反対が引き付け、反発することです。 その結果、電子は正の端子に向かって流れ、負の端子から離れます。 流れは一方向にのみ発生し、流れの強さ、つまり電流は、2つの端子間の電荷の違いに依存します。 この差が端子間の電圧です。
外部入力がない場合、電子は正の端子に蓄積し、2つの端子間の電位差を減らし、最終的には流れが停止します。
直流の例
おそらく、DC電流の最もよく知られている例は、落雷です。 雷が電気現象であることを証明したのは、ベンジャミン・フランクリンの本当の成果でした。 フランクリンは雷雨の中で凧を飛ばし、凧の紐に鍵を付けました。 キーが充電されて軽いショックを与えたとき、彼は大喜びしました。 彼は、電荷が雲の中に蓄積すること、そして雷がDC電流の瞬間的な閃光の中でこの電気エネルギーの放電であることを証明しました。
バッテリーは、DC電源のもう1つの一般的なソースです。 反対に帯電した一対の端子で構成されており、端子を導体で接続すると、マイナス端子（陰極）からプラス端子（陽極）に電気が流れます。
バッテリーの電荷の差は、通常、コア内の化学プロセスによって提供され、このプロセスは限られた時間しか継続できません。 バッテリーから電力を引き出し続けると、最終的には充電が停止し、停止します。
交流電気とは？
イギリスの物理学者マイケル・ファラデーは、1831年に電磁誘導を発見しました。 磁石を内部で前後に動かすことにより、導線のコイルに電流を生成することができます コイル。
重要なことに、ファラデーは、磁石の方向を変えるたびに電流の方向が変わることに気づきました。 フランスの楽器メーカーであるヒポライトピクシーは、この発見を利用して、1832年に最初の交流発電機を製造しました。
現代の発電機はPixiiの機械よりもはるかに洗練されていますが、AC電力は常にPixiiによって構築されたタイプの誘導発電機によって生成されます。 発電機は回転磁石を使用する場合もあれば、回転コイルを備えている場合もありますが、常にいくつかあります 関係するローテーションのタイプ、およびローテーションの期間は、電流が変化する頻度を定義します 方向。
AC電気は方向を変えるため、関連する周波数があります。これは、1秒間に反転する回数です。
交流の例
AC電気の例を見つけるために遠くを見る必要はありません。 あなたが座っている部屋の照明、エアコン、電気ヒーター、すべての電化製品は、地元の発電所で生成されるAC電源で動作します。
ほとんどの発電所は、化石燃料、核分裂、または地熱プロセスによって生成された蒸気を使用してタービンを回転させます。 タービンは電磁誘導により発電し、回転数を注意深く調整して一定の周波数で発電します。 北米では、周波数は60 Hz（1秒あたりのサイクル数）ですが、その他のほとんどの地域では50Hzです。
風車は再生可能エネルギー源であり、AC電力も生成しますが、化石燃料や核燃料ではなく、風に依存してタービンを回転させます。 一部の波発生器には、AC電力を生成するタービンもあります。 波が油圧システムまたは密閉された空気のポケットを圧縮するとき、蓄積されたエネルギーはタービンを回転させるために使用されます。
ACとDCの違い
21世紀の電化された世界では、電気がなかった時代を想像するのは難しいですが、その時代はそれほど昔ではありませんでした。 19世紀の終わりに電球が発明されましたが、人々が新しい発明を使用できるように、発電して家に持ち込む方法はありませんでした。
電球の開発と販売を手伝ったトーマス・エジソンは、DC発電のネットワークを支持していました セルビアの発明家でエジソンの元従業員であるニコラ・テスラはACを支持しました。 発電機。 テスラが勝ちました、そしてここにいくつかの理由があります：
- 大規模な電力使用に必要な電圧で、AC電力をより少ない電圧降下で電力線に沿ってさらに伝送することができます。 エジソンが普及し、DC電力が標準になったとしたら、互いに1マイル以内に発電所がなければならなかったでしょう。 一方、テスラは、ナイアガラの滝の下に配置された単一の誘導発電機で、ニューヨークのバッファロー市全体に電力を供給することができました。
- AC発電は安いです。 ナイアガラフォールズのような水力発電機は、自然のプロセスから電気を作り出すことができます。 他の入力は必要ありません。
- AC電源の電圧は変圧器で変えることができます。 テスラとエジソンの時代には、これはDC電流では不可能でした。 しかし、今日では、内部回路またはインバーターを使用してDC電流の電圧を変更する変圧器が利用可能です。
ACをDCに変更し、再び元に戻す
電力線から供給される電力はACですが、電子機器にはDC電力が必要になることがよくあります。 回路図では、直流記号はその下に3つの点または線がある直線であり、交流の記号は1本の波線です。 AC電流をDCに変換するために、電子機器の専門家は通常、ダイオードまたは整流器と呼ばれる回路コンポーネントを使用します。 一方向にのみ電流を流すため、AC電流源からパルス状のDC信号が生成されます。
DCをAC電流に変換するためのツールはインバーターと呼ばれます。 トランジスタを使用して、非常に迅速にオンとオフを切り替えることができる回路コンポーネントであり、一連の回路に沿って電流を導きます。 ACを接続する回路の一部である1対の中央端子間で方向を効果的に変更するパス 負荷。 インバーターは電気自動車に使用されています。 また、太陽光発電システムで使用され、ソーラーパネルで生成されたDC電力を家庭で使用するためにAC電流に変換します。