電気

熱電素子は、熱エネルギーと電気エネルギーを相互に変換する技術で、エネルギー効率の向上や省エネルギー化に重要です。この技術は、エネルギーの再利用や温度制御など、さまざまな分野で活用されており、今後の持続可能な社会の実現に重要な役割を果たすと期待されています。 本記事では、熱電素子の基本概念、種類、原理、および具体的な活用例について詳しく解説します。 熱電素子とは 熱電素子とは、温度差を利用して電気エネルギーを生成したり、逆に電気を流すことで温度差を作り出したりする半導体素子のことです。この技術は、ゼーベック ...

UPSなどの非常用の蓄電池を設置する制御盤の中には良くシリコンドロッパという機器が設置されています。 この記事ではシリコンドロッパとは何か、設置する目的について解説します。 シリコンドロッパとは シリコンドロッパは直流電圧を降下させる機器で、蓄電池などを設置する場合などに利用されます。シリコンダイオードの電圧降下が電流に関わらず一定であるという特性を利用しています。 一般的にプラントの電気設備では、停電時などに設備を停止させないように制御用電源としてUPS（無停電電源装置）等が設けられています。ただ、UP ...

三相交流回路の特徴の一つとして相電圧、線間電圧、相電流、線電流というものがあります。これらは結線方法によってそれぞれ特性が変わりますが、ただ単に特性を暗記するだけではそれぞれの特性を混同してしまします。 この記事では、相電圧と線間電圧の違い、相電流と線電流の違いについて解説します。 相電圧・線間電圧、相電流・線電流の違い 相電圧・線間電圧、相電流・線電流の違いを一言で表すと次のようになります。 相電圧：一相にかかる電圧 相電流：一相に流れる電流 線間電圧：電源と負荷を結ぶ電線間の電圧 線間電流：電源と負荷 ...

電気の勉強をしていると電気、磁気で似ているような言葉が多く出てくるので分かりにくいですよね。 今回は、磁気の中でも概念が似ている磁力線と磁束の違いについて解説したいと思います。 こちらの記事は動画でも解説しているので、動画の方がいいという方はこちらもどうぞ。 磁力とは まず、磁力とは磁界の間に働く力のことを言います。磁極が異なる場合は吸引力が働き、磁極が同じであれば反発力が働きます。 上の図のように磁荷m1[Wb](ウェーバー)とm2[Wb]の物体があった場合、それぞれに働く磁力は次の式で計算することが出 ...

コンデンサに電荷がたまると極板間には電界が発生します。 電界は極板間の距離と電圧によって決まってくるのですが、コンデンサの電気容量も距離が関係してくるなど複数の要素が絡みあっているので分かりにくいと感じる方も多いのではないかと思います。 今回は、コンデンサの電界の強さについて解説したいと思います。こちらの記事は動画でも解説しているので、動画の方がいいという方はこちらもどうぞ。 電界とは 電界とは静電力が働く空間のことです。電荷の周囲には電界が生じ、電界の中に電荷を置くと引っ張られたり押されたりします。 電 ...

以前、電気加熱の種類について概要をまとめ、いくつか詳細に解説しました。産業分野では古くから使われている方法が多く採用されることが多いですが、近年新しい方法が実用化し、化学プラントで使われ始めています。 今回は、産業分野では新顔のマイクロ波による加熱方法について解説していきます。電気加熱の種類についてはこちらをご覧ください。 マイクロ波については会話形式でも解説しています。 マイクロ波とは マイクロ波は電磁波の一種です。電磁波とは、電気の力が作る空間（電界）と磁石の力が作る空間（磁界）が組み合わされた波のこ ...

電気加熱について勉強していると「正味電力」とか「正味電力量」という言葉が出てきますよね。 正味電力と聞くと皮相電力のように何かしら定義があるように感じるかもしれませんが、実は言葉の定義はもっと単純なものでした。あまり調べても出てこないようなのでこの記事で解説したいと思います。 正味電力とは 正味電力とは実際に使用される正味の電力の事です。 例えば次の様な問題を考えてみます。 120kg、比熱0.52kJ/kgKの電気炉を20℃から620℃に20分で加熱する場合、必要な正味電力、正味電力量はいくらか？ これ ...

普段テスターを使わない人向けの記事、第二弾です。 以前の記事では、電圧と抵抗の測定方法を紹介しましたが、今回はテスターを使用した電流測定とその注意点について解説します。 電流測定の仕組み テスターは電圧や抵抗を変換して直流電圧測定部で測定すると、以前のテスターの説明で説明しました。 直流電流測定の場合は、テスター内部の標準抵抗器を介して変換した電圧値を計測しています。交流電流を測定できる機種の場合は、電圧変換後に、交流/直流変換が行われて、変換後の電圧が計測されます。 電流測定方法 直流回路の電流を測定す ...

テスターを現場で使う、というのはありふれた作業ですが、普段使わない人にとっては緊張しますよね。 今回は、テスターの仕組みと、電圧・抵抗測定をする方法について解説したいと思います。 テスターの構成部品 テスターはハンディータイプ、ペンシルタイプなどいくつかありますが、構成部品の例を紹介します。 テスターには直流電圧、交流電圧、抵抗、電流など測定する機能がありますが、全て直流電圧測定部を通ります。つまりどの値も直流電圧に変換して、観測値に換算しているということです。 測定目的に応じて、電圧測定時には分圧器、抵 ...

電磁気というと、皆さんのお仕事ではどんなところで関わるでしょうか？ 一般的には電子機器の記録装置や制御機器への配線に電磁シールドケーブルを使用するときや、職場の安全衛生を検討するときに関わるのではないかと思います。 今回は、それらの基礎である、電界と磁界の違い、そして電磁界についてまとめてみました。 電界とは 電界とは、電気のある空間を指した言葉で、英語ではelectric fieldと言います。 電気をよく通すものに電圧がかかったときや、絶縁体が帯電しているときに、電界が発生します。後述の磁界が変化した ...

以前、電気加熱について、種類ごとに原理と特徴をまとめました。 今回は電気をエネルギー源にして、対象物に熱を伝える方法のうち、赤外加熱とレーザー加熱の違いについて解説したいと思います。 この動画の内容は、画像とテキストでも解説しています。 赤外加熱とは 赤外加熱とは、その名の通り赤外線によって伝えられる熱エネルギーで加熱をする方法です。 目に見える光は可視光と呼ばれ、波長の短さ順に紫・青・緑・黄・赤の順で並ぶのですが、赤色波長（780nm）よりも長い領域であるため赤外線と言います。ちなみに、地球に熱を与えて ...

電気加熱というと排ガスが出ない、小型化できる、エネルギー管理が容易、といったイメージがありますね。今回はその中でも、溶解・溶接に用いられることが多いアーク加熱と抵抗加熱について解説したいと思います。 アーク加熱とは アーク加熱は、アーク放電を原理とした、急速加熱・局所加熱に有効な加熱方法です。 放電とは、電極間に大きな電位差を生み出した際に起こる、絶縁破壊と呼ばれる現象のことで、アーク放電では高温と共に大きな電流が流れるのが特徴です。 このとき、電極と電極の間の大気が回路となり、電気が流れる仕組みをしてい ...

導体の抵抗特性を表す指標として、抵抗温度係数と抵抗率があります。 それぞれ導体の電気の流しにくさを表す指標ですが、考え方が似ているため混同してしまいます。今回は抵抗温度係数と抵抗率の違いについて解説したいと思います。 抵抗温度係数とは 抵抗温度係数は、導体の温度が1℃変化したときの抵抗値の変化割合を指します。英語ではTemperature Cofficient Resistanceといい略してTCRで表されます。 記号はαで表され、単位は「ppm/℃」です。ppmはparts per millionの略で ...

電気の分野には紛らわしい単語が多く出てきますね。 今回は間違えやすい「自己インダクタンス」と「相互インダクタンス」の違いを解説します。 こちらの記事は動画でも解説しているので、動画の方がいいという方はこちらもどうぞ。 自己インダクタンスとは 回路やコイルといった閉曲線に電流が流れるとその周囲には磁束が発生します。またファラデーの法則によって磁束が変化すると回路には誘導起電力が発生するので、回路に電流を流すと 回路に電流を流す。 流れた電流が回路の周辺に磁束を発生させる。 回路周辺の磁束が変化したのでその回 ...

産業分野において、ものを加熱する工程はほとんど全ての現場にあるのではないでしょうか。 スケールアップを計画するときや、抜本的な時間短縮・省エネルギーを検討する際には、加熱方法から見直すということも少なくないと思います。 今回は、電気加熱について全体的に理解したい人向けに記事をまとめました。 電気加熱とは 電気加熱は熱エネルギーを伝えるのに、電気を使う、酸素を使わない加熱手法と定義できます。 供給された電気エネルギーを、次の項目で紹介するいくつかの方法で熱に変換します。一般的な火力発電所の発電効率は４０％程 ...

科学技術系のニュースで「超伝導」という言葉を見かけることがありますよね。また産業分野では電力分野で「超電導技術」の紹介がされることがあります。 最近では、リニアモーターカーに利用される技術ということで注目を集めています。 今回は超電導の現象と用途について解説したいと思います。 超電導現象とは 特定の金属を冷却していくと、ある温度から急激に電気抵抗が下がりゼロになる現象が知られています。 超電導現象とは、次の２つの性質から説明されます。 電気抵抗がゼロになる マイスナー効果 それぞれについて詳しく解説します ...

電気と温度には切っても切れない関係があります。 今回はそのうちの一つ、センサーなどにも利用されているゼーベック効果とは何かについて解説していきます。 こちらの記事は動画でも解説しているので、動画の方がいいという方はこちらもどうぞ。 ゼーベック効果とは？ ゼーベック効果とは、2種類の金属の両末端をつなぎ合わせて各末端の温度に差をつけると起電力が生じ、回路中に電流が流れるという現象のことです。 なぜそんなことが起きるのか、詳しく見ていきましょう。 ゼーベック効果の原理 次の2点を理解していただけると非常にわか ...

ブリッジ回路と言うと変わった形の配線構造の絵をよく見ますが、どんな意味があるのでしょうか。 今回はブリッジ回路の概要と、どんな用途に活用されているのかについて解説したいと思います。 こちらの記事は動画でも解説しているので、動画の方がいいという方はこちらもどうぞ。 ブリッジ回路とは 回路を構成する配線が2つの並列回路に分かれて、その2つの線間を別の配線でつないだ時、この橋渡しされた構造をブリッジ回路と呼びます。 イラストの中のGは検流計です。検流計は電流の大きさと、電流の向きを検出できることができます。 こ ...

勉強していると、電気と磁力は互いに影響を及ぼし合うことを学ぶことになりますが、そんな時に出てくるのが「誘電率」と「透磁率」だと思います。 今回は間違えやすいこの2つについて、できるだけ簡単に説明します。 間違えやすいのは漢字が似ているというだけでなく、電磁場の解説は電気と磁界の話が同時に出てくる、関係式が似ているということが考えられます。しっかり区別して覚えましょう。 こちらの記事は動画でも解説しているので、動画の方がいいという方はこちらもどうぞ。 誘電率とは 電気を誘導する割合、絶縁体が蓄える電気量の大 ...

同分野内の似ている言葉って覚えにくいですよね。今回は電気分野におけるインダクタンスとインピーダンスについてです。 全く異なることを表す値ですので、これを機に覚えてみてはいかがでしょうか。 動画でも解説していますので、こちらもあわせてどうぞ。 インダクタンスとは インダクタンスとは、導体に電気を流した時の磁場の起こりやすさを示した値です。 ループ状の電線（コイル）に電気を流すと、磁場が発生し、この磁場が起電力を発生させます。電流の値が変化すると磁場が変化し、電磁誘導が起こります。この現象のことを自己誘導と呼 ...

　機器を新たに導入する際、「防爆の種類って何を選べばいいのだろう」となった経験のある方は多いはず。 工場内の他の機器を見て、同じ規格を選ぶというのも手ですが、今回は防爆規格についてわかりやすく解説したいと思います。 現場で使用されるポンプなどの電動機や計装機器に特に関係する、「安全増防爆」と「耐圧防爆」の違いについて解説します。 こちらは動画でも解説しているので、動画がいいという方はこちらもどうぞ。 防爆とは 防爆電気機器は工業分野の様々な現場で使われています。 こうした現場では可燃性ガスが存在する中で、 ...