【鉄道の電気】新幹線は交流電気で走っているそうですが、普通の電車は直流電気で走っていると

【鉄道の電気】新幹線は交流電気で走っているそうですが、普通の電車は直流電気で走っていると思います。鉄道の電線は直流電線と交流電線の２つが線路には通っているのですか？

交流電線は新幹線にしか使わなかったら使用率が少なくインフラ設備としては稼働率が低くもったいないのでは？

No.2 ベストアンサー 回答者： amerikaumare 回答日時： 2025/07/18 16:33

昔の直流電車は　パンタグラフから取り入れた電気を抵抗器（切り替え式）を通してモーターに伝えて回してました。

抵抗値を切り替えることでモータの開店を制御していたのです。
最近の交流電車が交流を使う理由は　電圧変換が楽だからです。　高圧で送ると同じ電力でも電流が少なくなるので　損失が減ります。高圧で送ってトランスに入れるだけで簡単に定電圧にできます。さらに進んだものでは高圧を直流にしてそれで高調波の交流にしてトランスに入れることでトランスが小さく・軽くできます。それを直流にしてインバータ制御なんかでモータを効率よく制御できます、　電子回路の進歩はすごくって　昔は水銀整流器なんてのを使っていたのに今がダイオード一個で済んじゃいます。巻き線抵抗器でガンガン熱が出たのがMOSFETの登場で　インバータ制御　なんか手のひらに乗るくらいの回路で出来ちゃいます。　そのインバータもVVVFインバータ（可変電圧可変周波数制御）で3相交流にして　三相かご形誘導電動機（ACモーター）または永久磁石同期電動機（PMSM）（一部の最新型）を回すんです。　電車は扱う電力が大きいし、うまい制御ができればそれで効率が上がるので電力素子の進歩による効率化がもっとも進んだ（採用された）ところでしょう。　ただ　MOSFET はノウハウもあるので 物まねしかできないメーカでは 酸化膜の破壊というような事が起きてるようです（日本の高純度フっ酸を使わないとね）

この回答へのお礼

みんなありがとうございます

お礼日時：2025/07/21 00:44

No.5 回答者： fxq11011 回答日時： 2025/07/18 20:14

発電機

減税はソーラー初電なんかは直流発電だと思うが。
原子力、火力、風力その他も大半は交流発電機なんです。
直流に変換するのは効率100％はあり得ません、それなりの損失があるんです。
＞交流電線は新幹線にしか使わなかったら使用率が少なくインフラ設備としては稼働率が低くもったいないのでは？
意味不明ですよ
インフラ用の電源も、大工場用の電源も、一般家庭用の電源も、その他の電源も大半は交流発電機で発電しています。
新幹線が交流なら、必要な分だけ送電すればよいだけなんです
山から山を鉄塔で電線を張って送電する送電線数万KVの高圧なんです。それうぃ必要に応じて必要な電圧に変換して必要なところに分配しています。
＞使用率が少なくインフラ設備としては稼働率が低くもったいないのでは？
認識不足もよいところ、インフラに限りません、必要なところに必要な分しか送電していません。

No.4 回答者： 天竜川の竜 回答日時： 2025/07/18 17:15

>　鉄道の電線は直流電線と交流電線の２つが線路には通っているのですか？

架線（鉄道の電線）は、交流か、直流のどちらかです。

今は、その交流・直流の切換え場所は、どちらも電気は流れていません。
その切換え場所は、「デッドセクション」といいます。
「デッドセクション」では電車は、惰性で走って停車は絶対に禁止です。
最新型の電車は、「デッドセクション」では自動で切り替えます。
少し前の電車は、運転士が手動で切り替えます。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%87%E3%83%83 …

「デッドセクション」通過中の電車の車内照明は、最新型は消えませんが、少し前の電車は「デッドセクション」では消えます。

もし、「デッドセクション」で停車すると、パンタグラフがデッドセクションを通過したかしないかの状態で、パンタグラフを運転士が１つづつ確認をしながら上げ下げするかもしれません。

いつだったか、都内の電車が緊急停止したら「デッドセクション」の中だったのに、発車しようとしたら車体がショート状態になったらしく、パンタグラフや車体に火花が発生して、走行不能になったらしいことが有りました。


昔は、架線の交流・直流を切り替えるのには、駅に停車して電車・電気機関車の電気が切って、架線の電圧を切り替えてから電車・電気機関車の電気わ入れたみたいです。


●　質問は、架線の交流と直流の違いの「デッドセクション」ですが、そのほかに、「電圧の違い」や、「周波数の違い」のデッドセクションもあります。

電圧違いの「デッドセクション」には、代表的なものには、東北新幹線から「山形」」新幹線」と「秋田新幹線」分岐すると、すぐに、在来線の電圧にするための「デッドセクション」が有ります。
http://deadsection.image.coocan.jp/dead_sec/mori …


また、周波数違いの「デッドセクション」には、代表的なものには、「北陸新幹線」が有ります。
関東の周波数は東京電力の50Hz、長野県は中部電力の60Hz、新潟県は東北電力の50Hz、富山・石川は北陸電力の60Hzなので、北陸新幹線は走行中に数回もデッドセクションで周波数を自動的に切り替えています。
http://deadsection.image.coocan.jp/dead_sec/hoku …



余談ですが、数年前の長野市の千曲川（信濃川）の氾濫で、北陸新幹線の車両が約10編成が浸水しました。（すべて廃車だそうです）
この北陸新幹線のための「周波数切換え機能」が、他の新幹線には無いので応援をする代替車両が無かったので、しばらくの間は臨時時刻表で、編成を減便などで対応したのです。
私の推測ですが、おそらく、他の新幹線車両に「周波数切換え機能」を付けたり、急遽、新造車両を発注してと思われます

https://www.google.com/search?sca_esv=9cb49794e0 …

No.3 回答者： OnneName 回答日時： 2025/07/18 17:01

新幹線は全て交流25000Vですが在来線は直流1500V、交流20000V両方あります。

新幹線と在来線が共用する区間(青函トンネル、秋田、山形新幹線)は交流です。
同じ区間で両方を使用する事は基本的にありませんから電気設備に無駄は生じません。

No.1 回答者： lv4u 回答日時： 2025/07/18 16:30

＞＞鉄道の電線は直流電線と交流電線の２つが線路には通っているのですか？

2つが同時に通うことはありません。直流区間は直流のみ、交流区間は交流のみですよ。

＞＞交流電線は新幹線にしか使わなかったら使用率が少なくインフラ設備としては稼働率が低くもったいないのでは？

稼働率で考えたら、新幹線に使う電気のワットが100として、インフラ設備が供給する電力が100であれば、稼働率は100％であり、もったいなくないでしょう。