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文系人間のための電子工学 その3 [電気の話]

交流くんの走行データはご理解いただけたでしょうか?

それでは、交流くんと直流くんの走ったグラフを見比べてみます。

直公2.jpg

実を言いますと、ある方から見ると、2つのグラフは同じように見えるのです。

切りのいい交流くんの1サイクル(B点)を、直流くんのグラフ(A点)に当てはめます。

これでなにが同じと言うのでしょうか?

直流くんがA点に到着する時間と、交流くんがB点に到着する時間は全く同じ、水平移動距離も同じです。

直流くんは初めから5Vを延々走っていますが、交流くんは半分は5Vに届いているのに、もう半分はマイナス5Vまで落ち込んでいます。

ですが、直流くんがA点に到着する時間と交流君がB点に到着する時間は同じです、不思議ですね?

交流くんは、出発前に景気づけにビールを飲んでから走りだしていたので、直流くんより速く走ったのでしょうか?

電流の流れる速さは直流でも交流でも同じなのに変ですね?

そこで、テクニシャン「電力嬢」のお手をお借りいたしましょう。

「は~ぁい、電力よ~ん。私のテクに掛かったら、どんな眠れる獅子も起こしてあげるわよ~~ん」(お願いしたい)

電力(でんりょく、: electric power)とは、単位時間電流がする仕事(量)のことである。

信用の置けないウィキペディアにこう書いてあります。

ある決められた時間内に、流れた電流に電圧を掛けた値が電力です。

電流の波形は、電圧と似通った波形になります。

直流電力.jpg

仮にA点まで2A流れたとして、

(+5V) X (+2A )=10W

直流くんの電力は10Wになります。

交流電力1.jpg
(簡易計算してます)

交流くんの電力の求め方は、プラス側とマイナス側を別々に求めます。

仮にB点まで2A流れたとして、プラス側は、(+5V)X (+2A)=10W

マイナス側は電圧がマイナスなので電流もマイナスになります。

(-5V) X (-2A)=10W

ん?マイナス側も10Wなの?

負の数に負の数を掛けると、正の数になることぐらいは、文系人間でも解るでしょう。

すると、電力嬢から見えるグラフは、

交流電力2.jpg

「立ったわ!」(*⌒∇⌒*)テヘ♪

5Vまで、立派にお立ちになりました。

このグラフに似たグラフがあります。

整流.png

このグラフとそっくりですね。

これは交流を整流して直流にしたグラフなんです。

やっと、交流の正体が現れましたね。

電力嬢さんからから見れば、交流くんも直流くんと同じように+5Vラインを走っているのです。
(交流くんは最初からギンギンだったのです)

交流はプラスとマイナスが高速で切り替わっています。

直流では+極・-極と言いますが。

交流では、電気が流れてくる方を「Hot」、電気が流れ出る方を「Cold」と言います。

だって、交流くんはスタートではビールを飲んだばかりだから「Hot」、走って行くうちに酔いも醒めてきて「Cold」になるのですよ。(笑)

注意)勘違いしては困りますが、直流の「プラス」と交流の「Hot」は異質のものです。
直流のプラスは純正のプラスのみですが、交流の「Hot」はプラスとマイナスの成分が入り混じっています。

いかがでしたか、少し交流のイメージが浮かべたでしょうか?

そして、電気を少し好きになりましたか?

次回は、レールに直流と交流が流れる様子を書いてみます。

それより、中途半端で終わってる信号機制御は、どうすんだって。(-_-;)

<あとがき>
本来なら交流には「最大値」「平均値」「実効値」、電力には「皮相電力」「有効電力」「無効電力」と、あります。
文系人間が交流回路を設計するわけないので、今回はすべて排除しています。
ちなみに、交流・実効値5Vの最大値は7.07Vです。
興味があったらご自分でネットでもお調べください。

最後に、この記事を書く切っ掛けを作ってくれた「nardi」さん、交流嫌いの親爺ぃをスパルタ教育してくれた「sin」さんに、スペシャル・サンキューを贈ります。(電力嬢のほうが良かったかな?)(爆)


タグ:DCC
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コメント 10

Nardi

最新作きましたね!お疲れ様です!
相変わらずエロい絶妙な文章!

この整流って言うのがモーター制御などで重要になるんですよね。
と言うのも自分は整流さんからがっちり学び済みです。
問題はどのようにプラスとマイナスに整流するかですが、ブリッジに関してはすっとばしですかね!

ちなみに過去にメルクリンは交流モーターを積んでいた事があるようです。
ではどのように方向を切り替えたのか!?答えは単純な事ですけどねw

続きも楽しみにしてます~!
by Nardi (2016-06-11 22:58) 

親爺ぃ

Nardiさん、コメントありがとうございます。
親爺ぃを勘違いしてませんか?
コンセントの「Hot」側のみで感電すると思っていたのは本当の事なのですよ。
だから整流さんの話を読んで、このことは私の記憶違いなんだろうって思って、身をもって再検証してみたわけです。

>問題はどのようにプラスとマイナスに整流するかですが、ブリッジに関してはすっとばしですかね!

交流の「Hot」にはプラスとマイナス成分が混じっているから、整流回路で直流のプラス成分を取り出すくらいの知識ではダメなんですか?
あんな小さなデコーダーにマイコン、整流回路、極性反転回路が入っていることが未だに納得出来ていないのに、それ以上の話は、ここでは無理です。

http://www.gxk.jp/elec/musen/1ama/H16/html/H1612A17_.html

http://www.energychord.com/children/energy/pe/inv/contents/inv_conv_fund.html

人に聞くのは簡単です。
それより、自分で散々考えたあげく、どうしてもここが解らないのだけど、どう思いますか?って聞くほうがいいかと思いますよ。
私は解らないものは解らない、解ってることしか言えません。

by 親爺ぃ (2016-06-12 05:17) 

Nardi

気分を害されたようでしたら、申し訳ありません。
前のコメントは私の質問ではなく、せっかくの楽しい解説ですので
今後の方たちのためを思っての事です。
(もちろん無理に書く必要はございません。ここは親爺ぃさんのブログです。)

なぜこんな事を言うかというと自分が初心者として検索し読んで来たネットの情報では
親爺ぃさんのブログのように楽しく勉強できる所がなかったからです。

どうしても上から目線の所が多く、また初心者に厳しい方が多い思うんです。
「そんなの人の勝手だろう!」と思われる方も多いかもしれませんが、
そこが日本と海外の差です。

そんななか親爺ぃさんのブログはある意味希望の星だと勝手に思っています。

by Nardi (2016-06-12 10:25) 

親爺ぃ

>Nardiさん。
冷静に書いたつもりだったのですが、バレちゃいましたね。(-_-;)
こちらこそ申し訳ない!
文字だけで送り手の気持ちが全部受け手には伝わるとは限りませんませんからね。難しいところですね。

>ブリッジに関してはすっとばしですかね!
こっちの身にもなってよと言いたかったのです。
交流ブリッジを説明するために、その1点だけに絞って説明は不可能です。
下地にオームの法則やらキルヒホッフ第1・第2の法則やら、そこをしっかり理解させてからじゃないととても説明なんて出来ません。
整流回路はダイード1発からHブリッジなと色々な回路がありますが、いかに純な(リップルの無い)直流を作るかなわけで、そこまでここのブログを難しくしたくはないのです。
ここは電気と聞いただけで、逃げてしまう人をいかに電気って意外とエロいぞと思わるブログを目指しています。
この辺を是非ご理解して、今後ともよろしくですよ。

>そんななか親爺ぃさんのブログはある意味希望の星だと勝手に思っています。

あっそう?じゃ~とっておきのオームの法則書いちゃおうかな(爆)
ソネットから「アダルト」のカテゴリに移されても知らんよ。(笑)


by 親爺ぃ (2016-06-12 11:47) 

Nardi

そんなエロいんですか!w
やめておいた方が良さそうですねw
by Nardi (2016-06-12 12:04) 

親爺ぃ

ですよね。(-_-;)

by 親爺ぃ (2016-06-12 13:05) 

sin

>ちなみに、交流・実効値5Vの最大値は7.07Vです。

そうです、色々絡み合って世の中面白くなっています。

例をあげると・・・なんでしたか??
さっきまで頭の片隅にありましたが、今は無くなってしまいました。

健忘症が進行しております、脳神経ネットワークを壊す病です。
思い出したら、また折を見て記載いたします。

「力率」なんてのもありますが・・・

昔、習ったなぁ~~・・・
  ~>程度でもイイのです。言葉さえ覚えて無くても構いません。

 =>どうしてか?? 
  =>商売では無いからです・・・
   
 力率が、いくつだろうとも
 明日の食卓には何の影響も与えないのです。

何を食べたか?食事のメニューを忘れるのは問題ではありません、
 =>食事をしたのを忘れることに大きな問題があります。

似ているようですが、この2つには大きな差がありますね。

製作、頑張ってください。

by sin (2016-06-12 14:39) 

親爺ぃ

sinさん、コメントありがとうございます。

力率ねぇ、電源でどうたらこうたら、ありましたね。
交流をちょっとかじって思うのですが、交流知識って設計者には重要ですが、ユーザー側には必要ないような。

食事をしたのにすぐにお腹が減るのは、お腹に虫がいるのですかね。
by 親爺ぃ (2016-06-12 21:18) 

sin

>食事をしたのにすぐにお腹が減るのは、お腹に虫がいるのですかね。

お腹には”虫”が居ます! (閲覧注意)

詳しくはコチラ=>http://www.kiseichu.org/Pages/default.aspx

その他=>http://f.hatena.ne.jp/petsounds/20110212132536

(オエェ~~!)


by sin (2016-06-13 11:30) 

親爺ぃ

sinさん、ご丁寧にリンクまで貼っていただき、ありがとうございます。(-_-;)(-_-;)(-_-;)
by 親爺ぃ (2016-06-13 16:32) 

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