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電気の手ほどき その3

 小学生の頃、学校で電磁石を利用したベルを作った。家に持って帰って動かそうと思った。電池がなかったので家のコンセントでも電気が得られるのではないかと思い、電池ボックスに接続されている線を外して、コンセントの穴に差し込んだ。そうするとパンという音がして、ブレーカーが落ちた。というよりも、調べたらブレーカーが落ちていた。家族は誰も居なかったので、叱られはしなかったが、ブレーカが有って助かった。もしブレーカが無かったら、電磁石のコイルに大きな電流が流れ、コイルが焼けて自分がやけどするか、配線ケーブルの被膜が溶けて、場合によっては火事になっていたかも知れない。
 まず、家庭のコンセントから供給されているのは交流の100ボルト。乾電池は直流の1.5V。交流とは二つの端子の間の電圧が141Vから-141Vまで1秒間に60回(東日本は50回)正弦波形で繰り返されている。だから電磁石で必要とする1.5Vの電圧の100倍以上の電圧がかけられたことになる。電圧は100倍だった。
 しかし直流と交流の違いがある。この場合、交流電圧で良かった。もし直流だともっと大きな電流が流れている。何故か? 電磁石のコイルはくるくる巻いてあるからである。このくるくる巻いてあるコイルに交流を流すと電流の流れを妨げるインダクタンス成分が効いてくる。ちょっと乱暴かもしれないがイメージ的には曲がりくねった川に流れる水流かな? インダクタンスとかリアクタンスという言葉が出てきたので面倒くさいと思われるだろうが、これらの働きを利用することで、現代の電気文明が成り立っている。この話はもう少し進んだ段階で始めたい。
 言い忘れたが、正弦波で141Vから-141vまでの電圧をなぜ100Vというのでしょうか? もし直流100Vだったら、同じ仕事をやるということが数学的に説明できるので実効値が100Vという言い方をしている。交流電圧100Vという場合は、山の高さが+141Vから-141Vまでを繰り返す電圧を意味している。日本では家庭のコンセントから供給されているのはすべて100Vだ。この前提のもとで家電製品が作られているので外国で日本製の電気製品を使う場合は注意が必要。製品が壊れるかも知れません。
(最近では自動的に変換してくれるものも多いですが)
 外国では200Vのところも沢山あります。電気ポットでお湯を沸かすと、とても早く煮立ちます。
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