日本にはなぜ50Hzと60Hzがある？いつから始まった？｜第二種電気工事士試験対策
なぜ日本には50Hzと60Hzの2種類の電源周波数があるのでしょうか？東京と大阪で異なる発電機を導入したことが始まりです。50Hz・60Hzの違い、1895～1897年の歴史、地域の境界、第二種電気工事士試験で押さえたいポイントをわかりやすく解説します。
日本の電気はなぜ50Hzと60Hzに分かれているの？
日本のコンセントから供給される交流電源は、地域によって50Hz（ヘルツ）と60Hzに分かれています。
一般的には、
東日本 → 50Hz
西日本 → 60Hz
となっています。
では、なぜ日本全国で50Hz、あるいは60Hzに統一されなかったのでしょうか？
その理由は、現在の電力会社が決めたものではなく、明治時代に日本へ導入された発電機の違いにあります。
つまり、日本の50Hz・60Hz問題は、電気事業が始まったばかりの時代に、東京と大阪が異なる国の発電機を導入したことから始まりました。
50Hzと60Hzはいつから始まった？
大きな分岐点となったのが、1895年（明治28年）～1897年（明治30年）ごろです。
東京は50Hz
1895年、東京電灯の浅草発電所が運転を開始しました。
ここでドイツのAEG社製の50Hz交流発電機が導入されました。
この50Hzの発電機が、その後の東日本における50Hzの基礎となりました。
大阪は60Hz
一方、大阪電灯ではアメリカ系の発電機が導入され、1897年ごろにはGE社製の60Hz発電機が使用されました。
これが西日本の60Hzにつながっていきました。
つまり、
東京＝ドイツ系 → 50Hz
大阪＝アメリカ系 → 60Hz
という違いが、日本の周波数分裂の大きな原因です。
なぜドイツは50Hz、アメリカは60Hzだったの？
ここが非常に重要です。
当時の日本には、現在のように「日本全国の電力系統を一つにする」という考え方がありませんでした。
電気事業が始まったばかりだったため、それぞれの電力会社が海外から発電機などの技術を導入していました。
その結果、
東京ではドイツ系の50Hz
大阪ではアメリカ系の60Hz
という違いが生まれました。
当時は電力会社同士を大規模に連系する必要性も現在ほど高くなかったため、この違いがそのまま残っていきました。
日本の50Hz・60Hzの境界はどこ？
大まかには、次のように分かれています。
周波数 | 主な地域 |
|---|---|
50Hz | 北海道、東北、関東など |
60Hz | 中部、北陸、関西、中国、四国、九州など |
ただし、単純に「東日本＝50Hz、西日本＝60Hz」と完全に分けられるわけではありません。
静岡県や長野県などには周波数の境界に関係する地域があり、例外もあります。また、現在では50Hz系統と60Hz系統を周波数変換設備によって連系しています。
富士川付近が50Hzと60Hzの境界になる理由
電工二種の学習でも覚えておきたいのが、東西の周波数の境界です。
代表的な境界として知られているのが、静岡県を流れる富士川付近です。
大まかには、
東側 → 50Hz
西側 → 60Hz
と覚えるとよいでしょう。
ただし、実際の電力系統は複雑で、行政区域の境界と必ず一致するわけではありません。
50Hzと60Hzでは何が違う？
周波数とは、交流電気が1秒間に何回周期を繰り返すかを表す数字です。
50Hzの場合
1秒間に50回、交流の周期を繰り返します。
60Hzの場合
1秒間に60回、交流の周期を繰り返します。
したがって、
50Hz＝1秒間に50周期
60Hz＝1秒間に60周期
となります。
周波数が違うと電気製品はどうなる？
現在の電気製品の多くは50Hz・60Hzの両方に対応しています。
特に、
スマートフォンの充電器
パソコン
テレビ
LED照明
インバータ式エアコン
などは、電子回路によって周波数の影響を受けにくくなっています。
一方、交流モーターなど周波数によって回転速度が変わる機器では注意が必要です。
モーターの回転速度は、基本的に電源周波数の影響を受けます。
そのため、50Hz用・60Hz用の機器では、使用地域によって性能が変わる場合があります。
第二種電気工事士試験で50Hz・60Hzはどう考える？
第二種電気工事士の学科試験では、電気の基礎理論、配電理論、配線設計などが出題されます。
50Hz・60Hzについては、難しい歴史をすべて暗記するよりも、まず次のポイントを押さえることが重要です。
電工二種で覚えたいポイント
① 日本には50Hzと60Hzがある
② 東日本は基本的に50Hz
③ 西日本は基本的に60Hz
④ 東京ではドイツ・AEG社系の50Hz発電機が導入された
⑤ 大阪ではアメリカ・GE社系の60Hz発電機が導入された
⑥ 周波数の違いは明治時代の発電機導入の歴史が原因
この6点を押さえておけば、周波数についてかなり理解しやすくなります。
「50Hzと60Hz、どちらが正しい？」という問題ではない
ここは受験生が勘違いしやすいところです。
50Hzが正しくて60Hzが間違っているわけでも、60Hzが正しくて50Hzが間違っているわけでもありません。
それぞれの地域で電力系統が発展してきた結果、現在まで両方が使われています。
日本の電力系統は長い歴史の中で50Hz系統と60Hz系統が形成され、それぞれが現在も運用されています。
なぜ日本全国を50Hzか60Hzに統一しなかったの？
「途中で統一すればよかったのでは？」と思うかもしれません。
実際、日本では過去に周波数統一の検討が何度も行われました。
しかし、すでに大量の発電設備や電気機器、送電設備などが整備されていたため、全国の設備を一斉に変更するには莫大な費用と時間が必要でした!!
そのため、50Hzと60Hzの2つの系統が現在まで残っています。
現在では、東西の電力系統を周波数変換設備（FC）などで接続し、電力を融通できるようになっています。
【第二種電気工事士】ここは暗記！
試験対策として、次のように覚えると簡単です。
東京＝ドイツ＝50Hz
大阪＝アメリカ＝60Hz
さらに、
東日本＝50Hz
西日本＝60Hz
とセットで覚えましょう。
覚え方
「東京はドイツで50、大阪はアメリカで60」
これなら、50Hz・60Hzの歴史と地域を一緒に覚えられます。
まとめ｜日本に50Hzと60Hzがある理由
日本に50Hzと60Hzの2種類の電源周波数が存在する最大の理由は、明治時代に東京と大阪が異なる国の発電機を導入したことです。
1895年ごろ、東京電灯の浅草発電所ではドイツ・AEG社製の50Hz発電機が導入されました。
一方、大阪電灯ではアメリカ系の発電機が導入され、1897年ごろにはGE社製の60Hz発電機が使用されました。
その後、それぞれの地域の電力系統が発展したため、
東日本 → 50Hz
西日本 → 60Hz
という現在の形につながりました。
第二種電気工事士を目指す方は、
「東京・ドイツ・50Hz」
「大阪・アメリカ・60Hz」
という組み合わせを覚えておくとよいでしょう。
なお、第二種電気工事士の学科試験では「電気に関する基礎理論」などが出題範囲となっていますので、
周波数だけでなく、交流・直流、電圧・電流・抵抗、電力、力率、三相交流などと関連付けて学習すると理解が深まります。
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参考・公式情報
第二種電気工事士試験の最新情報は、一般財団法人 電気技術者試験センターの公式サイトで確認できます。
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