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直流と交流の違いをわかりやすく解説!

直流と交流の違いを中学生向けに詳しく解説していきます!

 

①直流、交流とは何か。

②直流と交流の実験

おまけ

直列と並列とは何か。

を学習したい人にオススメ!
直流?交流?何それ?
しっかりと復習しようね!
このページを読めば4でバッチリだよ!

また、このページは中二理科の電気の単元の9ページ目なんだ。

①回路と電気の記号・直列回路と並列回路

②電流の計算・単位・電流計の使い方

③電圧の計算・単位・電圧計の使い方

④抵抗の計算と公式

⑤オームの法則の計算と公式

⑥電力の計算

⑦熱量(発熱量)の計算

⑧電力量の計算

⑨直流と交流←今ここ

⑩理科の静電気の解説

⑪クルックス管と陰極線

 

全てのページを読むと電気の学習が完璧になるよ。

ぜひチャレンジしてみてね!

 

 


みなさんこんにちは!

このサイトを運営する「さわにい」といいます。

中学理科教育の専門家で、インターネット上でも、中学生に役立つ理科サイトをつくっています。

ぜひ学習の参考にしてね☆

 

それでは直流と交流の学習スタート!

1.直流と交流の違い

「直流」「交流」これは、電流の流れ方の違いなんだよ!

 

電流の流れ方?
うん。まずは「直流」という電気の流れ方を説明するね!

直流のほうが分かりやすいからね!

 


①直流

直流とは、電流の向きや大きさが一定の電流

のことなんだ!

電流の向きは「+→-」だね!

電池のイラスト


直流の電流をグラフにすると↓

直流は電流の向きと大きさが一定

こんな感じだね。

電流の向きが決まっている。
そんなの当たり前じゃん!

そうかもしれないね!

小学校・中学校で学習する電流の流れ方は、

直流が基本だからね!

 

でも、当たり前だからこそしっかりと確認しないといけないんだ!


直流とはどのような電流か
発光ダイオード(LED)を使って
もっと詳しく確認するよ!
発光ダイオード
発光ダイオードって、電球とは違うんだっけ?
うん。電球はどちら向きに電流を流しても光るけれど、
発光ダイオードは決まった一方から流さないと光らないんだよ。
(長いほう→短いほうの向きに流さないと光らなかったね!)

★電球
電球はどちら向きの電流でも光る1  電球はどちら向きの電流でも光る2

★発光ダイオード
発光ダイオードは片側しか光らない1  発光ダイオードは片側しか光らない2
そうだった!
発光ダイオードは長いほうにプラスをつながないと光らないんだったね!
発光ダイオードが光る向き

そうそう!
それでは発光ダイオードに直流電流を流すとどうなるか。
動画で見てみよう。
途中で電流の向きを反対にするよ!(25秒)
どうだったかな?
下のようにつないだ時は、光り続けていたよ!
発光ダイオードのつなぎ方1

そして+と-を入れ替えると、まったく光らなかったね!
発光ダイオードのつなぎ方2
その通り!よく見ていたね!

電流の向きが決まっている直流では
長いほうに+側をつなげばずっと光る。
短いほうに+側をつなげばずっと光らない。
となるんだね。
発光ダイオードが光る向き
直流の電流はプラス→マイナスの一方向に流れるからだね!
そういういうこと!

②交流

次に「交流」という電流の流れ方の説明をするね!

交流とは、電流の向きや大きさが規則正しく変わる電流

のことなんだ!

電流の向きが変わっちゃうの?
そうなんだ。

交流の電流をグラフで書くと下のようになるね。
交流は電流の向きと大きさが変化する
電流が+側に行ったり-側に行ったり…。
電流の向き、大きさが変化しているね!

そう。これが交流の特徴だよ!

1秒間に50~60回も、電流の向きが入れ替わるんだよ!

電流の向きが入れ替わる

 

50回も!大変だー!
ほんとだね!すごい速さだ!
(これを50Hz(ヘルツ)と言うんだよ)

そして、
電流の向きが入れ替わるから、
発光ダイオードを交流電源につなぐと、点滅するんだよ!
電流の向きが入れ替わる
上の図で言えば
①電流が時計回りの瞬間は光る
②電流が反時計回りの瞬間は光らないんだね!

そういうこと!
ではこれも動画で見てみよう。
今回は発光ダイオードを2つ使って下の図のようにしてみるね。
発光ダイオードを左右に振る
どうなっていたかな?
すごい速さで交互に光っていたよ!
そうなんだ。これは下の図のように電流が交互に入れ替わるためだよ!
Aのダイオードが光る
Bのダイオードが光る
電流の向きが入れ替わるから、このようになるんだね!
その通り!これが交流電流なんだよ!

直流と交流の違いはわかったかな?
人間で言うと
直流は同じ向きにグルグル回る。
校庭100周!とかそんな感じかな!
直列は校庭100周

交流は往復ダッシュとか、
シャトルランみたいな感じだね!
交流はシャトルラン
どっちも辛そう!
そうだね。どちらにせよ走っている(電流が流れている)からね!
これで「直流」「交流」の違いの説明を終わるよ!

2.直列と並列の違い

おまけで「直列」と「並列」の違いも簡単に説明しておくよ。

 

ごちゃ混ぜにならないように確認しておくんだね!
うん。

直列と並列は、回路やつなぎ方で使う言葉なんだ。

「回路」とは電流が1周回って戻れる道のことだね。

そして

★直列回路とは分かれ道が無い回路

★並列回路とは分かれ道が有る回路

なんだよ。

直列回路 並列回路

 

思い出せたかな?

回路が苦手な人は、

①回路と電気の記号・直列回路と並列回路

を見ると、一から学習できるよ☆

 

オイラは思い出したからバッチリだ!
そっか。よかった★
それではこれで、
直流と交流の違い」の説明を終わりにするよ!
みんなお疲れ様☆

次回は「理科の静電気」を説明していくよ。
続けて学習するには下のリンクを使ってね!

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