電気のおはなし
私たちの生活から切り離せない存在、「電気」。 電気が循環する回路の種類や、電気の測定、電気用品、発電、電源など、 電気にまつわるあらゆる基本的な事項をご紹介していきます。
第1章 電気回路

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。循環走行するのがレーシングカーならカーサーキットやテストコースが回路になります。

エネルギーを循環させている路は自然界にも多く見られます。たとえば大地に降った雨は河川となり海へと流れていきます。水を含んだ大地、河川、海等の水は蒸発して雲となり、また大地に雨を降らせます。

河川には、上流で流れをせき止め、水を貯え、河川の水量を制御する機能を有する治水ダムを設けているところが多くあります。 ダムの貯水は、灌漑用水、水道の水源や水の落差エネルギーを電気エネルギーに変換する水力発電としても利用されています。 これらの大自然のエネルギーの循環には多くのエネルギーが関与していますがそのエネルギーの源となるのが太陽の熱エネルギーでしょう(図1)。

図1:自然の循環系

図1:自然の循環系

カーサーキットを疾走するレーシングカーではガソリンをエンジンのシリンダー内で爆発燃焼させたときに発生する熱エネルギーをピストンが往復する運動エネルギーに変換し、 この動きを機械的に回転エネルギーに変換し、駆動するタイヤに伝えています。タイヤの回転は、走行路面をとらえる摩擦エネルギーや走行する推進エネルギーに変換されます(図2、図3)。 最近のレーシングカーでは様々なドライバーの運転情報やエネルギー変換の様子などを多数のセンサーで計測し、エンジンやブレーキを制御し、無線でこれらの情報をピットへ送っています。 ピットでは受信した情報を分析し、ドライバーへの指示やタイヤの交換時期などを決めるのに利用しています。

図2:循環するカーレーシングコース

図2:循環するカーレーシングコース

図3:自動車のエネルギー変換

図3:自動車のエネルギー変換

電気回路や電子回路の中にも電流の量や電圧の大小を制御する増幅回路、計測回路、制御回路、変換回路等を有しているものがあり、多くの電気機器、電気部品、電子部品等が使われています。

電気回路や電子回路に電気エネルギーを供給するのは電源です。電源には電線を通じて供給されてくる商用電源、ポータブル機器に使われている様々な電池、自然エネルギーを使って発電する太陽電池、風力発電、バイオマス発電など多くの種類があります。

このように見てくると回路とはエネルギーを循環させて利用するための流れ路なのかもしれません。この連載では電気回路、電子回路に特化して皆さんと回路についていろいろな角度から学んでいきたいと思っています。

次の表に回路を回るもの、回路を形成する路、支配的なエネルギー源の種類をまとめてみました(表1)。

表1:回路の形成

電気/電子回路 カーサーキット 大自然の循環
回るもの 電流 レーシングカー
電線、回路基板等 走行路 河川、海等
エネルギー 電気 エンジンの燃料 太陽
執筆:常深 信彦

『電気のおはなし』の目次

第1章 電気回路

第2章 電気の測定

第3章 回路計

第4章 電気用品

第5章 発電

第6章 電源装置

目次をもっと見る

『空調・電設資材/電気材料』に関連するカテゴリ