スマホやパソコンの電源ケーブルに四角いものがついているのはなぜ？チコちゃん
26年4月10日放送の「チコちゃんに叱られる」の問題『スマホやパソコンの電源ケーブルに四角いものがついているのはなぜ？』の答えなどまとめてご紹介。四角いもの＝ACアダプターの仕組みを分かりやすく説明すると？
スポンサーリンクゲスト出演者
【ゲスト】和田アキ子、アインシュタイン河井ゆずる
【VTRゲスト】なし
スマホやパソコンの電源ケーブルに四角いものがついているのはなぜ？
3問目の出題は、
なんでスマホやパソコンの電源ケーブルには四角いものがついてるの？
チコちゃんの答えは、
電圧を下げて直流に変えるため
解説は東京大学の笹谷拓也助教。
一般家庭のコンセントには電力会社から電気が送られ、そこにプラグを差す事で電気製品に電気が受け渡される仕組みになっていますが、その際の電圧は100Vと決められていて、つまりコンセントにプラグを差すと100Vの電気が製品に流れるという意味に。
ところがこの100Vの電気をそのままスマホやパソコンに流すと電圧に耐え切れずに一瞬で壊れてしまい、これらに適した電圧というのは一般的にスマホ5V、パソコン19Vといった具合。
そこで必要になってくるのが電源ケーブルに付いている四角いもの＝ACアダプターで内部にある部品(トランス)が電圧を変える役割を担う事に。
トランスは鉄しんと呼ばれる鉄の入ったフレームにコイルが巻き付いた構造をしており、コンセントから伝わった100Vの電気が最初に伝わる一次コイルから鉄しんを通って二次コイルへ。
この時、電圧の大きさはコイルの巻く数の比率で決まり、分かりやすくすると100巻された一次コイルから5巻された二次コイルに電気が伝わると100V→5Vに変換されるというのが基本的な考え方。
これで電圧はスマホやパソコンに適した数値まで下がったわけですが、これでは不十分でさらにACアダプターは電気を直流に変えるという仕事も担う事に。
スポンサーリンク電気の流れ方には直流と交流の2種類があり、直流は電気の流れる向きが変化しない電流で、電池に豆電球を繋いで光らせた時に流れる電気がその例でプラスからマイナスに向かって常に同じ方向へ電気が流れるのが直流。
一方で交流は電気の流れる向きが変化する電流で、日本の家庭のコンセントに送られる電気は交流の電気で電気の流れる向きがほぼ一定の間隔で変化。
家庭で使われるような100Vの電気を発電所から日本中に送り届けようとすると途中で熱になって失われてしまうために100Vのままでは広い範囲に行き届かず、そこで発電所から高圧の電気を送り、途中で変電所を経由して徐々に電圧を下げていって最終的に100Vまで下げて各家庭に届けるというのが電力網の基本的な仕組みに。
そしてこの時、直流に比べて交流はトランスで簡単に電圧を変えられるというメリットがあるので交流が使われているわけですが、その一方でスマホやパソコンにICチップが内蔵されているために直流じゃないと動かないという厄介な要素が存在。
そこでACアダプター内部にある一方向にのみ電気を流す性質を持ったダイオード(ブリッジダイオード)が働き、プラスとマイナスで行き来していた電流が一方向に変化。
そのままだと電気の大きさにバラつきが生まれてしまって機器が正常動作しないので、そこでさらに電気を蓄えられる性質を持ったコンデンサー(電解コンデンサー)の出番に。
スポンサーリンクコンデンサーを口が開いた状態の水を貯めるタンクに例えると、タンクに水が一定以上貯まると口が開いているので自然と水が流れ出しますが、その時タンクに供給される水量にバラつきが生まれたとしても貯まった水は常に安定して流れる事に。
こうして不安定だった電気の大きさが一定になってスマホやパソコンに適した電気が完成。
つまりコンセントからの電気に対してACアダプターが電圧を下げ、交流を直流に変えてくれているのでスマホやパソコンが正常動作するというまとめで3問目は以上。
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