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基礎理論

直流(DC)と交流(AC)の違い

電気には「直流」と「交流」の2種類があります。電池やバッテリーは直流、コンセントから取り出す家庭用電源は交流です。両者は電流の向きと波形、変圧のしやすさで大きく異なります。

比較表で見る違い

観点直流(DC)交流(AC)
電流の向き一定(常に同じ向き)周期的に反転する
波形直線(一定値)正弦波(サインカーブ)
周波数0 Hz(変化しない)日本では50Hz(東日本)/60Hz(西日本)
変圧のしやすさ直接的な変圧は困難(DC-DCコンバータ等が必要)変圧器(トランス)で容易に昇圧・降圧可能
代表的な電源乾電池、バッテリー、太陽電池家庭用コンセント、発電所からの送電
主な用途電子機器内部、自動車、電気めっき送配電、一般家庭、産業用電動機
実効値波高値と同じ波高値の 1/√2(約0.707倍)

それぞれの詳しい解説

A直流(DC)

電流の向きと大きさが時間によって変化しない電気。常に同じ方向に流れるため、電子機器の内部回路や、電池駆動の機器には欠かせません。変圧には専用回路が必要で、長距離送電には不向きです。

  • 電流の向きが一定(プラスからマイナス)

  • 電圧・電流値が時間で変化しない

  • 電子機器・自動車・蓄電池などで使用

B交流(AC)

電流の向きが周期的に反転する電気。1秒間に向きが反転する回数を周波数(Hz)と呼びます。変圧器で容易に電圧を変えられるため、長距離送電に適しており、発電所から家庭まで交流で送られます。

  • 電流の向きが周期的に反転(東日本50Hz・西日本60Hz)

  • 正弦波(サインカーブ)の波形

  • 変圧器で昇圧・降圧が容易

  • 送配電や家庭用コンセントの電源

試験対策のポイント

「直流=向き一定、交流=向き反転」。交流は変圧器で容易に電圧を変えられるため送電に有利。東日本50Hz・西日本60Hzの周波数違いも頻出。

理解度チェック(3問)

Q1. 交流の特徴として正しいものはどれか。

  1. 1電流の向きが一定である
  2. 2波形は直線になる
  3. 3変圧器で容易に電圧を変えられる
  4. 4周波数は0 Hzである
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正解:3. 変圧器で容易に電圧を変えられる

交流は変圧器で容易に昇圧・降圧できる点が最大の特徴。電流の向きは周期的に反転し、波形は正弦波。

Q2. 直流電源として正しいものはどれか。

  1. 1家庭用コンセント
  2. 2発電所からの送電線
  3. 3乾電池
  4. 4電柱の柱上変圧器
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正解:3. 乾電池

乾電池・バッテリー・太陽電池は直流電源。家庭用コンセント、送電線、変圧器の出力はすべて交流。

Q3. 交流100V(実効値)の波高値(最大値)として最も近いものはどれか。

  1. 1約70V
  2. 2約100V
  3. 3約141V
  4. 4約200V
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正解:3. 約141V

実効値 × √2 ≒ 波高値。100 × 1.414 ≒ 141V。実効値は波高値の 1/√2 ≒ 0.707倍。

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