電気のおはなし
1-5 並列回路とは
工場の電動機や照明等の負荷への配線、オフィスの複写機、パソコン等の負荷への配線、住宅内のエアコン、家電品等の負荷への配線など電力会社から受電した電気を負荷へ供給している配線回路のほとんどが並列回路を形成しています。このような並列回路の実例を見ていきましょう。
○ 電球用提灯コード
神社やお寺の祭礼の時に参道を飾る電球入りの提灯やお花見の時に桜並木を照明する電球は、一本のコードに多くの電球ソケットが並列に配線されて並列回路を形成する電球用提灯コードが使われています(図1、図2)。 省電力で長寿命なLED照明が使われるようになった現在でも多数の電球を短期間使用する電球用コードでは白熱電球がまだ健在です。
図1:電球用提灯コードの例とそのJIS記号による配線図
図2:お花見における電球入りの提灯の使用例
○ 住宅内への受電配線
電柱等から引き込まれた電力会社の引き込み線は電力量計を通って、住宅内に設置されている住宅分電盤へと配線されています(図3)。 住宅分電盤内ではサービスブレーカ、漏電ブレーカ、安全ブレーカの3段階にわけて住宅内で並列に接続されて並列回路を形成している電気機器と電気配線の安全を確保しています。
- サービスブレーカは、住宅内の合計使用電力が電力会社との契約容量を超えると電気が遮断されます。
- 漏電ブレーカは、住宅内で漏電が発生すると電気が遮断されます。
- 安全ブレーカは、照明器具やコンセント、テーブルタップなど部屋の使用容量が制限値を超えると電気を遮断します。内線規程の勧告事項により、新設される安全ブレーカは、コード短絡による火災発生を抑えるために短絡が発生すると即断するコード短絡保護機能付きを使用することになりました。
図3-1:住宅用分電盤の例
図3-2:住宅用分電盤の例
図3-3:単相3線式100V/200Vの配線図
○ 山手線の饋電回路
山手線は都心を囲んでループ走行しており、内回りと外回りの電車があります(図4)。 29の駅があり、ループ距離34.5kmを1時間弱で走行しています。内周りと外周り合計平均50本の電車が負荷として走行して並列回路を形成しています。 走行動力の三相誘導電動機は、モノポールパンタグラフより饋電した直流1500VをVVVFインバータにより電圧と周波数が制御されています。
・山手線E235系の車両編成
一編成は11両の車両から構成されています。ホーム柵が導入されたのに対応するためにすべての車両が4扉に統一されました。新たに導入が始まったE235系の車両編成とその仕様をつぎの表に示します。
表1:山手線E235系の車両編成
内回り 全車両4扉車 外回り | |||||||||||
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号車 | 11 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 |
形式 | クハE235-0 | サハE235-4600 | モハE235-0 | モハE234-0 | サハE234-0 | モハE235-0 | モハE234-0 | サハE235-0 | モハE235-0 | モハE234-0 | クハE234-0 |
車両重量(t) | 33.3 | 27.1 | 31.7 | 31.1 | 29.2 | 32.3 | 31.1 | 29.3 | 31.5 | 30.8 | 33.4 |
- クハ:運転台のついている車両
- サハ:運転台や電動機のついていない車両
- モハ:電動機のついている車両
表2:並列回路のまとめ
並列回路 | ||
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電源 | 負荷値に応じて分流 | |
電圧値 | 不過電流と同じ | 電源電圧と同じ |
電流値 | 不過電流を加算 | 負荷値に応じて分流 |
『電気のおはなし』の目次
第1章 電気回路
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1-1回路とは漢字が示す通り、回って戻って来る路が回路です。回路を循環しているものが電気なら電気回路、電子なら電子回路になります。
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1-2回路の種類電気回路には大電流、大電力の発電系、送電系からの大工場、大型ショッピングモールなどの受電系、一般家庭の受電系、パソコン、スマホなどのプリント基板のパターンを流れる小電流回路、ICやLSI内部の微小電流まで扱う電流の大小により多くの種類があります。
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1-3交流回路とは交流波形をした電圧や電流が電源から負荷に流れているのが交流回路です。
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1-4直流回路とは直流電源を使用している回路や部品、機器、設備の内部には直流回路が形成されています。直流電源には直流発電機、電池、交流から直流に変換する電源アダプターなど多くの種類があります。
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1-5並列回路とは工場の電動機や照明等の負荷への配線、オフィスの複写機、パソコン等の負荷への配線、住宅内のエアコン、家電品等の負荷への配線など電力会社から受電した電気を負荷へ供給している配線回路のほとんどが並列回路を形成しています。
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1-6直列回路とはスマホ、ノートパソコンなどの携帯電子機器ケースの内部には充電できる二次電池のホルダーが収納されています。 中
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1-7分岐回路とは退避線のある駅に各駅停車の電車が近づくと本線から分岐された線路を通って目的のプラットホームへと向かい停車します。
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1-8遮断回路とは地震や火災、風水害が発生した時や保守点検、工事安全確保が必要な場合や目的に達した時に電路と切り離し動作を行う回路に遮断回路があります。
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1-9プリント配線板とは電子回路や電気回路の配線の一部を印刷して展開した板をプリント配線板とよんでいます。
第2章 電気の測定
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2-1電気回路測定の心得電気回路の測定に入る前に測定する周囲の電場環境や磁場環境など周囲環境が電気回路や電子回路にどのような影響を与えているのかを調べておきたいと思います。
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2-2電圧の測定電圧の測定器はメーターの針で測定値を示す指針型のアナログ計器とLEDや液晶の表示器に測定値を数字で示すデジタル計器とにわけられます。
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2-3電流の測定電圧の測定で紹介した回路計(マルチメータ)の電流測定機能と測定範囲は機種によって異なっています。
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2-4抵抗の測定抵抗測定というと、Ωレンジへ切り替えて測定するテスタ、マルチメータをイメージしてしまいがちです。
第3章 回路計
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3-1テスター(回路計)とはテスターは、機種により装備している機能が異なりますが電気回路、電子回路の電圧や電流、電子部品の抵抗、容量などが手軽に測定できる便利な測定器です。
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3-2アナログテスターの使い方アナログテスターの電圧や電流の測定では測定部位にテストリードのテストピンをあてがいます。テストピンで取り出された電圧や電流は、切り替えつまみ
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3-3デジタルテスターの使い方デジタルテスターでも電圧や電流の測定ではアナログテスターと同じく測定部位にテストリードのテストピンをあてがいます。テストピンで取り出された電圧や電流は、切り替えつまみで切り替えられたスイッチ回路を通してAD変換器を中心とするLSIと周辺回路へ送られます。
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3-4自動車用テスターとスキャンツール現在の自動車は電気回路や電子回路やマイコン、センサーにより電子制御されています。今後、自動運転化が進むにつれてこの電子制御化傾向はさらに加速していくものと思われます。
第4章 電気用品
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4-1電気回路と関係のある法律とマーク電気回路と関係がある国内と海外の安全に関する法律や安全マークに数回にわたって解説していきます。
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4-2JIS日本工業規格とは今回は、電気回路に関係している電気設備、電気用品、電気部品、電気材料や機械部品などの標準化を定めている日本工業規格(JIS:Japan Industrial Standards)(以下JIS)について調べていきましょう。
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4-3電波法と技適マークについて電波を公平かつ能率的な利用を確保することによって、公共の福祉を増進することを目的として定められたのが電波法です。多くの政令や省令に詳細が定められています。
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4-4人工知能(AI)とは準備中
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4-5CEマーク準備中
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4-6ULマーク準備中
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4-7CSAマーク準備中
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4-8FCCマーク準備中
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4-9VCCIマーク準備中
第5章 発電
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5-1発電の種類準備中
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5-2水力発電準備中
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5-3風力発電準備中
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5-4火力発電準備中
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5-5地熱発電準備中
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5-6バイオマス発電準備中
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5-7原子力発電準備中
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5-8内燃機関発電準備中