【概要】
交流電流を観察できる映像コンテンツを作成した。
動画（※点滅が映るので、視聴には注意！明るさを下げるとよい。）
・準備物
屋内の電灯、スマートフォン
・操作手順
- スマホでビデオ撮影時、右上の数字を『24.30.60』と変更して、それぞれの電灯を撮影してみる。
・留意点
- スマホで撮影すると、点滅が観察されるので、長時間の観察は避ける。
- 近距離での撮影は行わない。必ず距離をとり、画面からも目を離すこと。
- 明るさを下げて観察する。
- 観察対象は蛍光灯よりも他の電球等が良い。蛍光灯では点滅が強すぎると感じた。
原理
①FPSとは？
別の意味もあるが、『Frames Per Second』の略称。1秒間の動画で何枚の画像を使用するか、何枚の画像で構成されているかを示す。この値が高いほど、容量は大きくなるが使用画像が増えるため、より滑らかな動画となる。逆に値が低いと、使用画像数が減るので、かくついた動画になる。例としては、回線が悪い時に映像が飛んだりかくついたりする状況に近い。
②交流電流
交流電流とは、電気の流れる向き、電流、電圧が周期的に変化している流れ方。同じリズムで電気が向きを交互に変えながら流れる電気の流れをさす。一方、電気の流れる向き、電流や電圧が変化しない電気の流れを直流電流という。
家庭で使用されている電気は全て交流である。そのため、プラグの向きを気にせずとも、させばそのまま使える。直流の例は懐中電灯で、電池の向きを変えると点灯しなくなる。
交流電流が家庭で流れているため、電灯を観察すると、点滅が確認できる。電流の向きが変わることで一瞬暗くなる時間があるため、点灯と点滅が起きている。ただ、技術進歩により、点滅が分からないほど高速で交流のやり取りが出来る部品の開発が進み、組み込まれているとか。
では何故家庭では交流なのか。勿論、プラグの向きを気にしなくてもよい、消耗が少ないといったメリットもあるが、一番は変圧が容易である点だ。発電して各方面に送電するとき、高電圧で電気が送られる。もしその電気を変換もせずに使用出来たら損失が無くて良いのだろうが、高電圧過ぎて機械の故障や事故が起きかねない。そのため電圧を下げる必要があるのだが、交流はこれが容易に行えるため採用されている。しかし、無効電力や超長距離の送電には向かない等のデメリットはある。
③FPSを変えてみると
フレームレートを変えてみると、同じように撮影していても、見える明るさや色味が変化して見えた。これは、交流の周期とフレームレートの兼ね合いによるものと思われるが、実に面白いと感じた。映像はこちら→fps別での交流電流の観察 【※点滅注意！】#Shorts - YouTube
監督官をしていただいている先生のブログ（らくらく理科教室）はこちら→らくらく理科教室 (sciyoji.site)
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※都留文科大学理科教育の一環
