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鉄道の電化、「直流」と「交流」の2つの方式

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鉄道コム

 モーターを持つ「電車」が走るためには、電気の供給が必要です。そしてこの電気の流れ方には、「直流」と「交流」の2つがあります。  鉄道用の電源としては、現在では直流と交流が共に使われていますが、それぞれで車両や機器類の仕組みも異なります。これを統一してしまえばいいのに……と思われる方もいらっしゃるかもしれません。なぜ、この2つの方式が併用されているのでしょうか?

鉄道では扱いやすい「直流」

 直流とは、プラスからマイナスへ、1方向に電気が流れるものです。身近なものでは、乾電池が直流電源となっています。  1800年代末期に世界で初めての電車が生まれてからしばらくの間、鉄道の電化方式は直流が一般的でした。構造が単純な直流モーターを使用できるなど、交流に比べて鉄道車両側の機器設計を簡単にできたためです。  日本においても、1895年に京都電気鉄道が開業して以来、戦前の営業路線ではもっぱら直流電化が採用されてきました。現在、首都圏、中京圏、関西圏の3大都市圏では、JR・私鉄とも直流電化が主流となっており、本州の都市部やほとんどの私鉄路線においては一般的な方式となっています。  電化路線では、直流・交流とも、電力会社などから給電される変電所より、架線や第三軌条などを介して電車へ電力を供給しています。この供給電圧は、日本国内においては直流が1500ボルト、750ボルト、600ボルトの3種、交流は単相20000ボルト、単相25000ボルト、三相600ボルトの3種が、それぞれ主に用いられています。  直流電化では、架線や第三軌条などがプラス側となります。この架線からパンタグラフなどの集電装置を経由して、電車へ供給されます。  マイナスは、というと、電車が走るレールがこれに相当します。車輪からレールを伝って、変電所へと電気が帰るのです。この際、レールは地面と完全に絶縁されてはいないため、一部の電流は地中へと漏れています。この漏れ電流は、変電所付近で吸い上げられ、レールを経由した電流と同様に、変電所へと帰っていきます。

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