直流

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直流の波形

直流(ちょくりゅう、Direct Current, DC)は、時間によって大きさが変化しても流れる方向(正負)が変化しない電流である。直流電流。同様に、時間によって方向が変化しない電圧直流電圧という。狭義には、方向だけでなく大きさも変化しない電流、電圧のことを指し、流れる方向が一定で、電流・電圧の大きさが変化するもの(右図の下2つ)は脈流(pulsating current)という。直流とは逆に、周期的に方向が変化する電流を交流という。

直流の性質[編集]

電池静電気により発生する電気は直流である。直流電流は金属線のような導体を流れるが、半導体絶縁体をも流れる。また、真空中であっても陰極線として流れる。真空管トランジスタ集積回路は直流電圧で動作する。

直流回路において、電圧V(V)、電流I(A)のとき、電力P(単位・w)につき次式が成り立つ。

\mathit{P}=I^2R

上式はオームの法則から次のようにも変換される。

\mathit{P}=VI=\frac{V^2}{R}

また、電力P(W)、時間t(s)のとき、電力量W(単位・Ws)につき次式が成り立つ。

\mathit{W}=Pt

上式はジュールの法則の熱量H(単位・J)と次のような関係にある。

\mathit{1Ws}=1J=0.24cal

直流の利用[編集]

直流発電[編集]

初期の発電事業においては直流発電機が用いられていたため直流送電が用いられたが、その後、交流に取って代わられた。しかし、近年、普及しつつある太陽光発電は直流電力を取り出し、通常はパワーコンディショナーにより交流に変換した上で電源としている。

直流送電[編集]

通常、送電のメリットから、一般家庭に送電されるのは交流であり、家庭用電源を使用する電化製品は交流電源に対応するが、機器によっては機器内の整流器により直流電流に変換して作動させるものもある。ただし、北本連系静電容量が高くなるため交流送電の場合損失が大きい海底ケーブル区間や、長い区間に亘り途中の利用がない送電には、サイリスタパワーエレクトロニクスの進歩もあって直流送電も見られる。

直流機器[編集]

直流モーターには整流子が不可欠である。

磁場の問題[編集]

直流電流を流すと磁場が発生する。市販品の乾電池一本でも方位磁針が若干反応するほどであることから、磁気を測定する場所およびその周辺では大電流で直流電圧をかけることを厳しく制限している。例えば鉄道について、東京周辺では直流電化がほとんどにもかかわらず茨城県にある常磐線取手以北や水戸線つくばエクスプレス守谷 - つくば間が交流電化となっていることや、関東鉄道の2路線が非電化なのは、気象庁地磁気観測所が沿線近隣にあるためである。

関連項目[編集]