初歩から分かる?電気の話

こんばんは。

突然ですけど、自分は結構潔癖症なところあって、少しでも 手がベタベタなんかしようものなら、速攻で手洗いに行きます。その汚れた手で何か触ろうものなら、どんどん汚さが感染していって身の回りのものが軒並みベタベタするようになってしまいます。

絶望のレベルとしてはバイオハザードみたいな感じですかね(笑)。ミラ・ジョボォビッチもきっと潔癖だと思います(笑)。


最近、天気がパッとしないですね。ジメジメしているし、水たまりなんかに足を突っ込んだ日にはもうゲームオーバーです。でも雨が降ることだって自然の営みなんですよね。

決して快適とはいえない状況ですが、先人たちは上手に生活を送ってきました。自然の中で上手く生活する。自然と共生する。素晴らしい心意気を継承していかないとって思います。雨が降る。暑くなる。発電する。ちょっとムリヤリでしょうか(笑)。


さて、前回はエネルギーハーベスティングとはどんなもので、実際のところどうなのか。ということをざっくり書いたと思いますが、今回は発電についてみていくために

そもそも電気とは何なのか

から見ていきたいと思います。今回の内容はスーパー基本的なことだと思いますが、新たなアイディアが湧くかもしれないので、基礎から見ていきたいと思います。

〇電気

そもそも

電気というのは異なる二つのもののこと

で、それらが引かれあったり反発しあったりするという性質をもつものです。たとえば、電池の+と-にはそれぞれ異なった二つのものが集められていて、導線でつないでやると動きやすくなって+と-が動き電流が流れる。大まかですが、これが基本的な考え方だと思っています。

しかし、この ”相反する二つのもの” は地球上にたくさんありますが、電気に関しては特殊

電気の挙動で様々な二次的な現象が生じる

わけです(磁場の発生、光の発生など)。つまり、電気だと様々なものに応用できて都合がいいわけです。

〇直流と交流

上でも述べたように電気は動きやすくしてやると流れるわけですが、流れ方に2つのタイプがあります。深くは考えずにそういうものだと捉えてほしいです。

時間につれて量が変化するかしないかです。

時間につれて量が変化しないものを「直流」
変化するものを「交流」

「直流」はイメージしやすいと思いますがパイプの中を変化なく一定の量のモノが流れている感じです。皆さんが日常よく使っているスマホのバッテリーなどを含む電池類は「直流」を用いていますね。

次に、「交流」ですが難しく考える必要はなくて、「ある時間の時の直流」みたいなイメージでいいと思います。

例えば、1秒→約0.1(A) 2秒→約0.2(A) 50秒→約-1(A)[←これは逆方向に流れているんです] 125秒→約0(A) 16秒→約1(A) のようにある時間においてある値を持っていて時間ごとにバラバラです。

しかし、重要なことは

ある規則を持っているのです

今回の例えでもある規則があります。それは、角周波数ω=0.1001674(周期T= 62.72683)のsinωtで値が決められるということです。

交流の電圧や電流というのはある規則に則って時間的に変化しているものなのです。だから、1時間後の電圧、電流の値だって簡単に求まるわけですね。規則があるのだから。

そんなこんなで、まだ直流と交流についてまでしか書いてませんがかなり量を割いてしまいました。。

簡単にまとめると、電気という相反する二つのものが自然界にはありますよ。そして、それがとんでもなく使えるものなんですよ。

その電気には時間で量が変化しない「直流」と変化する「交流」があって、時間的に変化するっていっても規則があるから大したことないよ。ある方向に流れることもあれば逆方向にも流れちゃうよ。流れないこともあるよ。

こんな感じでしょうか。


本来、早くエネルギーハーベスティングの本質に切り込みたいとこですが、少し回り道。エネルギーハーベスティングは様々な方法が試されていて、もしかしたらまだ試されてもいないような方法が眠っているかもしれません。それを見つけるためにも体系的に電気について初歩から考えてみるのもいいかもしれませんね。

次回は実際の研究の紹介などしていければなと思っています。


今回も最後まで読んで読んで下さりありがとうございました。また次回会いましょう。

それでは。

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エネルギー✖投資ラボ

エネルギーハーベスティングを用いた独立型IoTデバイスの作成・向上を目指しています! 経済や投資のことについても勉強しています! 両話題について学んだことやニュースなどを発信することで、知見が深まっていけばいいなと思っています。 ※投稿はあくまで個人的見解です。

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