ブレーカーはどうして落ちるの?その原理を解説します。

ブレーカーはどうして落ちるの?その原理を解説します。

家の中を見渡すと、エアコンや電子レンジ、ドライヤーなど、多くの電化製品があるはず。しかし家族から、「同時に利用しないようにね」と言われませんか? なぜこのように注意されるのか。それは、一度にたくさんの電気を利用するとブレーカーが落ちて家にある全ての電化製品が利用できなくなってしまうからです。もしブレーカーが落ちたら、自分の手でブレーカーを上げ、もとに戻さなければなりませんが、そもそもブレーカーはなぜ“落ちる”のでしょうか。非常に身近なことなのに、意外とその理由を理解していないかも?今回はブレーカーについて一緒に勉強していきましょう。


ブレーカーはおもに3つの種類がある

実は、一般家庭で利用されているブレーカーは3種類あり、それぞれ役割が異なります(地方により電力の形式は異なりますが、今回は関東のケースについて解説します)。以下より、一つずつ説明していきましょう。

安全ブレーカー

安全ブレーカー
一度に多くの電化製品を利用すると過大な電流(過電流)が発生します。たとえば、あなたの家が定格電流20Aの安全ブレーカーを利用している場合、それを超える電流が流れた場合にはブレーカーが落ちます。これによって、電線や電化製品を電流の過度な熱から保護しているのです。定格電流と使用電流の関係についてわからない方がほとんどかと思いますので、簡単に説明しましょう。

家電製品の使用電流は次のようになっています。以下は一例(製品や使用状況により異なります)です。
エアコン 7A 
電気ケトル 10A
ドライヤー 12A
洗濯機 4A

上記の内容を元に、エアコンと電気ケトルを同時に使った場合を考えてみましょう。
エアコン(7A)+電気ケトル(10A)=17A
この2つを同時に利用しても20Aに達していないため、安全ブレーカーは落ちません。しかし、
エアコン(7A)+電気ケトル(10A)+洗濯機(4A)=21A
上記3つを同時に使用すると20Aを超えるため、安全ブレーカーが落ちます。そうなった場合、どれかの電化製品の使用をやめるか、他の安全ブレーカーを利用しているコンセントを利用するしかありません。

また、壊れた状態で無理に電化製品を利用すると過電流が発生することがあり、その際も安全ブレーカーが落ちます。過電流は焼損を引き起こす可能性があるので非常に危険です。

安全ブレーカーはどのような原理で落ちるの?

安全ブレーカーが落ちる原理はおもに2つ。

1つは、熱を利用して落ちます。
電流が流れると「ジュールの法則」に従い、電線に熱が発生します。その熱を感知すると、バイメタル(鉄などの合金で、熱を与えると形が変形する特徴を持つ)が変形し、ブレーカーが動作します。

もう1つが磁気によるものです。
ブレーカー内にコイルという銅線を巻いたものが内蔵されており、それに電線からの電流が流れます。そのコイルの磁石の力によりブレーカーを動作するのです。

漏電ブレーカー

漏電した際に即座に電流を遮断し、身の安全を守ってくれるのが漏電ブレーカー。漏電とはその名の通り、電気が漏れる現象のことを言います。
濡れたコンセントや故障した洗濯機などに手で触ると電気が漏れ、身体を伝わり感電します。
ただこの漏電ブレーカーが設置されていれば即座に漏電を検知し電気を遮断してくれるため、結果的に身の安全を守ることができます。法律では「60Vを超える電路には漏電ブレーカーを設置すること」が義務付けられていますが、設置されていない電路が存在するのが実情です。
万が一、漏電ブレーカーが設置されていない電路を見つけた際には、すぐに設置しましょう。

漏電ブレーカーはどんな原理で落ちるの?

漏電ブレーカーにはZCT(零相変流器)という電流を感知する輪っか形状の装置が内蔵されています。そこで行きの電流と帰りの電流の差を見ているのです。
漏電していなければ行きの電流と帰りの電流に差異が生じることはありませんが、漏電すればその分帰りの電流の値が小さくなります。電流の差がわかった時点で即座に漏電ブレーカーは落ち、電気が流れを遮断します。

関西電気保安協会「漏電の仕組み」

アンペアブレーカー

アンペアブレーカーは電力会社と契約した電流値を超えた際に落ちるようになっています。
こちらに関しては、上記2つのように危険を防ぐ役割を担っているわけではありません。こちらが落ちるようであれば契約アンペア値の変更を検討するか、一度に使用する電流値の制限を行うようにしましょう。

まとめ

焼損、漏電、契約値を超える電気の使用、この3つを防ぐために、各家庭にブレーカーが設置されています。身近にある電気ですが深く考えると奥が深いものであることがわかっていただけたと思います。もし少しでも興味を持っていただけたら幸いです。それでは。

プロフィール

どわーふ

私立大学大学院(博士前期課程)卒業後、大手メーカーで電気部品の開発業務に従事。現在はとある施設にて電気主任技術者として高圧電気保安業務を担当している。また、フリーライターとして「電気主任技術者が運営する就活転職応援サイトを運営中。Twitterのアカウントはこちら

プラズマってなんのこと?

「プラズマってなんだろう?」その疑問に答えます!

https://www.watt-mag.jp/articles/190

あなたは「プラズマ」という言葉を知っていますか?この言葉を聞いて、「あのピカッとするやつでしょう?」と思う方もいるでしょう。プラズマはとても身近な現象ですが、実際に説明するとなると簡単にはいきません。知っているようで知らないプラズマ。今回はプラズマについて学んでいきましょう。

コンセントにある2つの穴の役割とは?

コンセントにある2つの穴。あれは一体なんだろう?

https://www.watt-mag.jp/articles/163

スマホの充電やドライヤーを使用するときなど、おそらくあなたが私生活で一番関わっている電気製品であるコンセント。こちらについて深く考えたことはありますか?「濡れた手でプラグを差し込んではいけない」「プラグに乗った埃はこまめに清掃する」ということはご両親から教わったことのある方もいるでしょう。実は奥が深いコンセントの仕組みについて、僕と一緒に勉強してみませんか。

この記事のWriter

私立大学大学院(博士前期課程)卒業後、大手メーカーで電気部品の開発業務に従事。現在はとある施設にて電気主任技術者として高圧電気保安業務を担当している。
また、フリーライターとして「電気主任技術者が運営する就活転職応援サイト」を運営中。
サイトはこちら → https://denken.site/

関連するキーワード


ブレーカー 電気

関連する投稿


札電協青年部がお伝えするゲンキな電気の世界!電気工事7つ道具その5「電工ナイフ」

札電協青年部がお伝えするゲンキな電気の世界!電気工事7つ道具その5「電工ナイフ」

げんき〜でんき〜げんき〜でんき〜!札電協青年部の部長の岡田さん、監査の坂本さんが紹介する電気工事に欠かせない7つ道具。今回は電工ナイフをご紹介します!


家庭で出来る停電対策を解説!停電の原因・注意点・類似用語も!

家庭で出来る停電対策を解説!停電の原因・注意点・類似用語も!

家庭で電気を使いすぎたり、落雷が起きたりすると発生する停電。身近な現象でありながら、いくつか種類があることや、具体的な対策まで熟知している方は少ないはず。そこで今回は停電に関する基本的な内容も含め、原因や対策などを解説していきます。


札電協青年部がお伝えするゲンキな電気の世界!電気工事7つ道具その3「スケール」

札電協青年部がお伝えするゲンキな電気の世界!電気工事7つ道具その3「スケール」

今回ご紹介するのは、電気工事をはじめ、さまざまな工事で使われるスケールです!実際にスケールを使っていろんなものを測ってみました。


札電協青年部がお伝えするゲンキな電気の世界!電気工事7つ道具その2「圧着ペンチ」

札電協青年部がお伝えするゲンキな電気の世界!電気工事7つ道具その2「圧着ペンチ」

「デンキ!ゲンキ!元気!電気!」 電気の魅力を、札電協青年部が動画を通してわかりやすくお伝えする企画。その1ではさまざまなペンチを用意し、CVケーブルを切断しましたが、今回はその続きをお届けします。


 札電協青年部がお伝えするゲンキな電気の世界!電気工事7つ道具その1「ペンチ」

札電協青年部がお伝えするゲンキな電気の世界!電気工事7つ道具その1「ペンチ」

「デンキ!ゲンキ!元気!電気!」 電気の魅力を、札電協青年部が動画を通してわかりやすくお伝えする企画。第一弾は電気工事に欠かせない大事な7つ道具について。一つひとつ丁寧に解説します!


最新の投稿


百聞は一VR体験に如かず…!? 最新設備による電気保安の危険体験が安全意識を大きく変える

百聞は一VR体験に如かず…!? 最新設備による電気保安の危険体験が安全意識を大きく変える

中国電気保安協会では、近年発生している墜落や感電といった重大災害や毎年多数、発生している交通事故の撲滅を目的として、研修の一環に安全体感のVRを導入しています。 リアルな仮想現実の世界で危険な体験をすることで、あらゆる危険に対して感受性を高め、安全マインドを醸成することが目的です。


【電気屋うさ坊】8話「倉庫の怪①」

【電気屋うさ坊】8話「倉庫の怪①」

新人電工のうさ坊たちがシドニー都市電設で繰り広げるドタバタ劇! 電気工事のお仕事に役立つ情報もある…かも…?


今年こそ、電験三種を獲得だ!すき間時間で勉強するコツ

今年こそ、電験三種を獲得だ!すき間時間で勉強するコツ

「忙しい1日の中でちょっとしたスキマ時間したい」「短時間でも効果的に勉強したい」この記事では、電験3種の取得を目指すあなたへ、隙間時間を上手く利用して、効率的に学習する方法を紹介します。


【電気屋うさ坊】7話「め〜子さんの謎2」

【電気屋うさ坊】7話「め〜子さんの謎2」

新人電工のうさ坊たちがシドニー都市電設で繰り広げるドタバタ劇! 電気工事のお仕事に役立つ情報もある…かも…?


【第二種電気工事士】間違えやすい識別の押さえるべきポイント(材料・器具編)

【第二種電気工事士】間違えやすい識別の押さえるべきポイント(材料・器具編)

第二種電気工事士の筆記試験で重要な識別。見た目や名称が似ていてもまったく用途が異なるものも多くあります。この記事では、間違えやすい識別の材料や器具にスポットを当てて解説します。


人気記事ランキング


>>総合人気ランキング