物理基礎｜電気（5）交流と送電

電気は「高い電圧」で送ると、むだが減る

この教材のために作ったオリジナル問題です。

答えを選ぶと、正解とわけが出ます。図の問題は、答えたあとに図が動いて確かめられます。

問1選んで答える

周波数 60 Hz の交流の周期は？

答えと解説

正解：約 0.017 s

T ＝ 1/f ＝ 1 ÷ 60 ≒ 0.017 s。

問2選んで答える

1 次コイル 500 回、2 次コイル 50 回の変圧器に 100 V の交流をつないだ。2 次コイルの電圧は？

答えと解説

正解：10 V

V₂ ＝ V₁ × N₂/N₁ ＝ 100 × 50/500 ＝ 10 V。

問3選んで答える

2000 W の電力を 200 V で送る。送電線の抵抗が 1.0 Ω のとき、送電線で失われる電力は？

答えと解説

正解：100 W

I ＝ P/V ＝ 2000 ÷ 200 ＝ 10 A。損失＝ RI² ＝ 1.0 × 10² ＝ 100 W。

問4選んで答える

同じ電力を送るとき、送電の電圧を 2 倍にすると、送電線の損失は？

答えと解説

正解：1/4 になる

電圧 2 倍 → 電流 1/2 → 損失 RI² は (1/2)² ＝ 1/4。

問5考えてから見る

発電所から家庭まで「交流」で送電する理由を、変圧器と送電の損失を使って説明しよう。

答えと解説

送電線の損失 RI² を減らすには、高い電圧で送って電流を小さくする必要がある。一方、家庭では低い電圧で使いたい。交流は変圧器（電磁誘導）でかんたんに電圧を上げ下げできるので、高電圧で送って家庭の近くで下げられる。直流は変圧器が使えない。

自分の答えに、次のことが入っていたかくらべてみよう