電気による発熱の法則
導線に電流を流すと、自由電子が金属原子に衝突し熱エネルギーが発生します。この電子と原子がぶつかりあうことで生まれる摩擦熱をジュール熱といいます。このジュール熱を利用した電気製品はアイロン、コンロ、トースター、ドライヤー等、家庭の中でおなじみのものです。導体内の電子が原子にぶつかる量が多ければ多いほど、発生する熱エネルギーも大きくなるため、これらの製品には抵抗の大きいニクロム線などが使用されています。日ごろ常識に見ていることも科学的に考えていくことにより様々な現象を解明するヒントにもなります。


Date: 2016/04/12(火)


電気の流れを妨げる抵抗
どんなに電気を通しやすい導体でも電気の流れを妨げる性質を持っています。この電気の流れにくさの度合いを電気抵抗といいます。電流は導体内を自由電子が一方向に移動する現象ですが導体内の自由電子は、結晶として整然と格子状に並んだ原子の間をすり抜けるようにして移動します。電子が原子と衝突すると、エネルギーが熱となって失われ、その分移動速度が遅くなります。これが抵抗ということになります。抵抗は物質の種類によって結晶構造の密度が異なるため電気の流れにくさ、抵抗も変わってきます。また金属原子は常に細かく振動していますが温度が高ければ高いほど振動が激しくなり振動が激しいほど自由電子の移動を妨げることになりますのでその抵抗も大きくなるということになります。また抵抗は導体の長さや断面積によっても変化します。
Date: 2016/04/11(月)


生体の電流
ヒトの体も細胞が発電所のような役割をして体の中では原子の陽子や電子が電荷をもって作用し多様に電気的に動いています。また魚類の中には獲物をとるときや機器を感じた時に、激しく動き電気を放つものがいてその代表格がみなさんご存知のデンキウナギです。デンキウナギの発電器官は、体内の筋肉組織が「電気版」と呼ばれる細胞に変化したもので、起電力は300〜800、電流は0.5〜0.7Aと強力な発電能力をもっています。これは瞬時的ですが小型炊飯器の消費電力に相当するとのことです。
Date: 2016/04/10(日)


電力量と消費電力
1Wの電力を1時間使ったときに消費される電力量は、1Wh(ワット時)となります。電力量は、電力と使用した時間の積で表すことができます。つまり電力量(Wh)=電力(W)×時間(h)となり家庭で使用する電気機器には、このW数が必ず記載されています。60Wの電球の場合、1時間に60Whの電力量を消費し、2時間使い続けたとするとすれば、120Whの電力量を消費したことになります。これを消費電力といいます。電気料金を計算するときには実用上、KWh(キロワット時)を使用します。これらのことは主婦の方に比べると男性の場合、あまり電力料金の通知書を見ることもないので通常は意識することなく電力料金を払っている方が多いのではないかと思います。
Date: 2016/04/09(土)


電力
電気は、光、熱、動力など、そのエネルギーを様々な形に変えて仕事をします。1秒当たりの電気の仕事量を電力といい、単位にはW(ワット)が用いられます。電力(W)は電力(W)=電圧(V)×電流(A)の式で表すことができます。1Wは1Vの電圧で1Aの電流を1秒流した時に行われる仕事量です。この式から電気は電流が大きいほど電圧が大きいほどより多くの仕事をすることが解ります。見方を変えるとこの仕事量が大きくなればなるほど人体への負荷も大きくなるということになります。電界や磁界は離れるほど反比例して2乗、3乗と弱くなるので出来るだけ電気機器・設備を離す方が良いということも考えて家の設計などをしていただくとよいと思います。
Date: 2016/04/08(金)


電位差と電圧
電流(電子)を流そうとする力のことを電圧といいます。電圧を表す単位は皆様ご存知のVという単位になります。プラスの電荷をもつ物質とマイナスの電荷をもつ物質とを導線でつないだ時、マイナスの電子はプラス側に引き寄せられ電流が生じます。この移動は、その物質の電位の差(電位差)によって生まれ、その力が電圧と呼ばれています。電子が移動を続け、電位差がなくなると電流は流れなくなります。総ての成り立ちは原子の陽子や電子の動きや働きがあるように地球上の様々な動向も宇宙の動きも相似であり縮図ということができます。物事を考えるときも基本に則って考えていくと正常な動きをしていくということになります。
Date: 2016/04/07(木)


導体と不導体(絶縁体)と半導体
銅には自由電子が生まれやすい、つまり換言すれば銅は電気が流れやすい性質を持つ物質ということになりますが銀や金、鉄、アルミニウムなどの金属も同様で、このような性質の物質を導体といいます。これに対し電気が流れないまたは流れにくい物質を不導体(絶縁体)といいます。ダイヤモンド、紙、ガラス、ゴム、プラスチックなどです。不導体を構成する原子は、原子核とすべての電子が強固に結びついているため、内部に自由電子が生じにくい。物質における電気の流れやすさは、「その物質における自由電子の生まれやすさ」に関連しているといえます。導体と不導体の中間の性質を持つ物質を半導体といいます。半導体は条件がそろったときにのみ電気を通す性質を持っています。水には様々な物質が溶け込んでいるために電気を通しますがその伝導率を計測することにより水にどのくらい多くの不純物が含まれているかということが推測することができます。
Date: 2016/04/06(水)


電流とは
電流とは、自由電子が連続的に移動する現象ですが電子の流れと電流の向きは逆になっています。プラスの電荷をもつ物質とマイナスの電荷をもつ物質を導線で連結させると自由電子は、電子の不足した原子と結びつこうとするため、プラスの電荷にひかれて移動します。このとき流れる電子の数が、電流の大きさとなります。電流の大きさを表す単位はA(アンペア)です。1Aとは、1秒あたり約6.24×10の18剰個の電子が移動した電気の量に相当します。電流はプラスからマイナスに流れるという定義は電子が発見される前の頃のものなので実際の電子の動きの実態に即していないことになります。電流とは電子の流れであるということを意識することはあまりないかもしれませんが科学的に見ると総ては原子の陽子や電子の電荷により様々な現象が起こるという基本的なことを知ることからはじまります。
Date: 2016/04/05(火)


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