機械は“電気”がなければ動かないのが現代の常識。
でも、いざ設計で関わろうとすると…
「AC？DC？単相？三相？ 何それ…？」
という初心者の方も多いはず。
この記事では、機械設計に必要な電気の基本をわかりやすく解説します！
ACとDCの違いってなに？
～機械設計に役立つ電気の基本～
現代の機械や装置は、電気の力で動いています。
でも、設計を始めたばかりの方にとっては…
「AC？DC？どっちがどっちだっけ？」
と混乱しがちですよね。
本項では、交流（AC）と直流（DC）の違いを、具体例とともにわかりやすく解説します！
DC（直流）とは？
DC：（直流）
電圧が常に一定で、流れる方向が変わりません。
バッテリーや乾電池のように、“まっすぐ流れる電気”です。
DCが使われる代表例
- 24V DCのセンサー
- 安全電圧で使いやすく、誤動作が少ない
- DCファンモーター
- 温度制御や小型機器の冷却に最適
- PLC（シーケンサ）の入出力電源
- 制御信号に使われるのはほとんどがDC
ポイント！
DCは安定性が高く安全なため、小型機器や信号用に向いています。
AC（交流）とは？
AC：（交流）
電圧と流れる向きが周期的に変わる電気です。
家庭用のコンセントや工場の動力源はすべてACです。
たとえば日本では、100V AC（家庭用）や200V AC（三相動力）が主流です。
ACが使われる代表例
- コンセント（100V AC）
- 家庭や事務機器など
- モーターやインバーター（200V AC）
- 工場の機械の動力源
- ヒーター・照明機器
- 交流のまま動かす装置に
ポイント！
ACは長距離送電しやすく、パワーが出せるので、モーターや加熱機器などに向いています。
DCとACの違いをまとめると？
| 種類 | 正式名称 | 特徴 | 主な用途 |
|---|---|---|---|
| DC | 直流 | 電圧が一定・安定 | センサー、PLC、電磁弁など |
| AC | 交流 | 電圧が周期的に変化 | モーター、ヒーター、照明など |
実際の機械ではどう使い分ける？
現場では、DCとACを上手に使い分けるのが一般的です。
| 部位 | 使用電源 | 理由 |
|---|---|---|
| 制御系（PLC、センサー） | 24V DC | 安全性が高く、ノイズに強い |
| 動力系（モーター、ポンプ） | 200V AC | 大電力が必要なため |
| 照明・ヒーター | ACまたはDC | 機種や用途によって選定 |
DCとACの特徴を理解して設計に活かそう
- DCは「小さくて安全・制御向き」
- ACは「パワフル・動力向き」
どちらも正しく理解して使い分けることが、良い設計の第一歩です。
単相と三相の違いとは？
～機械設計に役立つ“電気の流し方”の基礎～
モーターやヒーター、コンプレッサーなどを選ぶときに必ず出てくる言葉…
それが 「単相（たんそう）」 と 「三相（さんそう）」 です。
「なんか聞いたことはあるけど、よくわからない…」
そんな機械設計初心者の方でも大丈夫！
本項では、単相と三相の違いと使い分けを、わかりやすく解説します。
単相とは？
- 読み方：たんそう（単独の相）
- 電線の本数：2本または3本（L・N・アース）
特徴
- 家庭用コンセントと同じ仕組み
- 電気の“山（波）”が1つしかない
- 扱いやすい
- 制御機器や小型機器に向いている
主な用途
- パソコン、電動ドライバ
- 小型ヒーター、コンセント付き機器
（100V、200V） - 制御盤内のPLCやセンサー電源
単相のイメージ
ポイント！
家庭やオフィスの「コンセント」が単相の代表例！
三相とは？
- 読み方：さんそう（三つの相）
- 電線の本数：3本（R・S・T）
特徴
- 3つの山（波）が時間差で流れている
- 波が3つあるため力が途切れない
- 電力効率がよく、“回す力”が強い
主な用途
- 大型モーター
- コンプレッサー
- ブロワー、ポンプ
- 加熱炉、工作機械 など
三相のイメージ
ポイント！
「強い動力が必要＝三相」と覚えておこう！
単相と三相の違いを表で整理！
| 種類 | 電線 | 特徴 | 主な用途 |
|---|---|---|---|
| 単相 | 2本または3本（L・N・アース） | 家庭用に近い電気の流れ。 扱いやすい | 小型機器、制御系 |
| 三相 | 3本（R・S・T） | “回す”力が強く、パワフル。 効率も良い | モーター、動力機器 |
設計時の注意点
- 動力装置＝三相が基本
- 三相200V対応のモーター・インバータなどが使われます。
- 制御回路＝単相が多い
- センサーやPLC電源は、単相100Vや24V DCなどを使います。
- 混在することが多い
- 装置の中には「動力系（三相）」と「制御系（単相）」が混在しているのが一般的。
どちらを使うかは“用途次第”
| 機器の用途 | 選ぶべき電源 |
|---|---|
| 小型の制御回路やセンサー | 単相（100Vまたは200V） |
| 大型モーターやポンプ | 三相（200Vなど） |
「動かすには三相、制御には単相」
この使い分けが、設計の基本です！
よく使う電圧の例と意味
機械設計でよく見かける電圧表記とその使い分けも、以下にまとめます。
| 電圧 | 種類 | 用途例 |
|---|---|---|
| 24V DC | 直流 | センサー、PLC、電磁弁のコイル、信号ランプ |
| 100V AC | 単相交流 | 一般家庭用電源、小型機器 |
| 200V AC（単相） | 単相交流 | 一部の機器（ヒーター、ポンプ） |
| 200V AC（三相） | 三相交流 | モーター、インバータ、動力機器 |
補足：なぜ24V DCが多いの？
→ 感電リスクが低く、安全だからです！
多くのセンサーや制御回路が24V DC仕様なのはこのためです。
設計で気をつけたいポイント
初心者が機械設計で電気に関わる際の注意点も紹介します。
電圧の混在に注意！
装置内で「200V AC」と「24V DC」が混在する場合、誤配線による故障や感電事故の原因になります。
👉 端子台の色分け・ラベル管理が重要！
AC機器は始動電流に注意
ACモーターやヒーターは、起動時に定格の数倍の電流が流れることがあります。
👉 ブレーカーやケーブル容量の確認を忘れずに！
ケーブルの種類にも注意
ACとDCでは、使うケーブルの絶縁耐圧やノイズ対策が異なる場合も。
👉 電気設計担当と連携しながら、正しいケーブルを選びましょう。
まとめ：電気の“基本”は安全と信頼設計の第一歩
| 覚えておきたいポイント | 内容 |
|---|---|
| DCとACの違い | DC：直流（安定した信号）／AC：交流（動力用） |
| 単相・三相の違い | 単相：家庭や小機器向け／三相：動力機器向け |
| よく使う電圧 | 24VDC（安全）、200VAC（三相でパワフル） |
設計では、「どの電圧がどこに使われるか？」「安全性は確保されているか？」を意識しておくことが大切です。
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