「電力」というインフラについて、色々と思いを巡らせる
皆さんこんにちわ!まっきーです。
いま、日本では「電力不足」が懸念されていますね。
今年の夏頃には電力が不足する可能性があり、電力を控えるよう政府が呼びかけています。
また、企業については罰則を設けてまで、大企業などを対象に「電気使用制限」の発令まで検討されています。
電力はインフラの基本です。電気がなければ我々はたちまち生活に困るでしょう。
私は3年ほど前、北海道胆振東部地震によって実際に電気が止まる事態に遭遇しました。
その時、テレビはもちろん、インターネットも全て使えませんでした。
一番困ったのは「トイレ」でした。水を汲み出すポンプが電気を利用していたため、水が全く流れなくなってしまったのですね。
電気というのは生活に欠かせないものだと、そのとき改めて実感しました。
そういえば、電化製品などが一切使えなくなるパニックを描いた「サバイバルファミリー」という映画が面白かったですね!おススメです。
普段は何気なく使っている「電気」ですが、今さらながら勉強してみると、なんだか面白かったので記事にします。
トーマス・エジソンとニコラ・テスラの電流戦争
皆さん学校で習ったと思いますが、電気を発明したのはイギリスの発明家であるトーマス・エジソンです。
ところで、エジソンが発明した電気は「直流(DC)」でした。
一方で、交流(AC)を発明した科学者が別におります。ニコラ・テスラという発明家です。
エジソンほど有名ではないため、ニコラ・テスラさんを知らない方は、かなり多いのではないでしょうか?
実は、ニコラ・テスラはエジソンと同じ時代の発明家なのです。
実は、この二人は電気の直流と交流を巡って争っており、それは「電流戦争」と呼ばれています。
電気発明の裏で、こんな事が起きていたのですね。
エジソンに比べて少しマイナー感のあるニコラ・テスラですが、電気自動車メーカーの「Tesla(テスラ)」なら、ご存じの方も居るかと思います。
そう、このテスラという社名はCEOのイーロン・マスク氏がニコラ・テスラに敬意を表し(あるいは強い感銘を受けて)その名前から拝借したんですね。
ちなみにニコラ・テスラは、今から100年以上も前にワイヤレス電力伝送(WPT:wireless power transfer)の研究もしていました。
今現在でも、この技術はワイヤレス充電(Qi)などで活かされ始めていますが、商用化にはもう少し時間がかかりそうな技術です。
このワイヤレス電力伝送が実現すれば、電源コードを接続することなく、様々な電化製品に給電が可能になります。
有線ケーブルを意識することなく電化製品が利用可能になる訳ですから、かなりの技術革新ではないでしょうか?
今から100年もの前にワイヤレス電力伝送を研究していたのですから、ニコラ・テスラの先見性には驚かされますよね!
直流(DC)と交流(AC)の違い
さて、先ほど説明した直流(DC)と交流(AC)ですが、その違いは分かりますか?
直流は常に一方向に流れる電気で、例えると「川」なのだとか。蓄電できる特性があるため、バッテリーや電池などでも使われています。
一方で、家庭に供給されている電気は交流(AC)です。
交流は、電圧がプラスとマイナスで周期的に変化する電気で、先ほど説明したニコラ・テスラさんが発明した電流方式です。
直流に比べて送電の際の電気損失が少なく、日本の家庭には交流で電気が供給されています。
一方で、家庭で使われるほんどの電子機器は直流で駆動するため、そのままでは電気を使えません。
そこで登場するのが「変換アダプター」です。
この変換アダプターが、交流を直流に変換してくれていたのです。
ちなみに、冷蔵庫や洗濯機などの大きな家電には、あらかじめ本体に変換機が内蔵されているため必要ありません。
ノートパソコンやゲーム機器などは、本体に組み込むと大きくなりすぎるため、別で変換アダプターが付属されているのです。
いろんな電化製品に付属されるアダプターには、そんな役割があったのですね。
電力量の計算方法
電気を表す単位として以下のものがあります。これが分かれば消費電力や必要なアンペアが導き出せます。
W(ワット):消費電力量
A(アンペア):一度に流れる電気の量
V(ボルト):電圧(電気を押し出す力)※家庭では100Vが主流。
消費電力量(W) = A(アンペア)× V(ボルト)
例えば、10Aで100Vなら、消費電力は1000Wという感じ。逆に、1500Wで100Vなら、15A必要になりますね。
アンペアは、契約によって上限が決まっています。
例えば20Aの契約で、上記のような1500Wの機器を2台同時に稼働すると、30A必要になりますね。上限の20Aを上回ってしまい、そのまま利用するとブレーカーが落ちてしまいます。
もちろんアンペア数を大きくすれば、基本料金も高くなるわけですから、難しいところですね。
普段あまり消費電力を意識することはないと思いますが、頭の片隅に入れておくと、ちょっと電気を使うことが楽しくなりますね!
以上、電気についてでした!
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