電流の流れを理解する

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ほとんどの人にとって、電気は不思議な力であり、電灯のスイッチを入れたり、電気器具を接続したりすると、魔法のように見えます。 それでも、電気の流れの背後にある科学は非常に複雑ですが、重要な用語と機能を学べば 、 電気の流れの基本、つまり 電流 は簡単に理解できます。 また、ワイヤを通る電気の流れとパイプを通る水の流れを比較するのにも役立ちます。 類推は完全ではありませんが、回路ワイヤの電気の流れの多くの特性は、配管システムの水の流れに似ています。

• 移動電子

  

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  電流と呼ばれるものは、導電性物質の原子の間の粒子レベルで発生します。家庭用回路では、この銅配線です。 各原子には、中性子、陽子（正の電磁電荷を運ぶ）、電子（負の電荷を運ぶ）の3種類の粒子があります。 ここで重要な粒子は電子です。なぜなら、それはその原子から分離し、隣接する原子に移動できるというユニークな特性を持っているからです。 この電子の流れは、電流、つまり原子から原子への負に帯電した電子のジャンプを作成します。

  ジェネレーターの仕組み

  電子を運動させるのは何ですか？ 物理学は複雑ですが、本質的には、ユーティリティジェネレーター（風力、水、原子炉、または化石燃料の燃焼によって駆動されるタービン）によって、回路線の電気の流れが可能になります。 1931年、マイケルファラデーは、電気を伝導する材料（金属線）が磁場内を移動すると電荷が発生することを発見しました。 これは、現代の発電機の動作原理です。タービンは、落下する水または原子炉によって作られた蒸気で駆動されるかどうかにかかわらず、巨大な磁石の内部で金属線の巨大なコイルを回転させ、それによって電荷を流します。

  正と負の電荷のこの巨大な電界が確立されると、電力グリッド全体のワイヤ内の電子が動作に飛び込み、電界と調和して流れ始めます。 ライトスイッチをひっくり返したり、ランプやトースターを差し込んだりすると、実際には、ユーティリティジェネレーターによって何百マイルも離れている可能性のある大規模な電子の流れを利用しています。

  発電機は時々水ポンプに例えられます-それらは電気を作成しませんが（水ポンプが水を作成しないように）、電子の流れを可能にします。

• 電流=エレクリシティの流れ

  

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  電流 という用語は、回路または電気システム内の電子の単純な流れを指します。 また、電流を水道管を流れる水の量または量にたとえることができます。 電流はアンペアまたはアンペアで測定されます。

  AC対DC電流

  電流には、交流（AC）と直流（DC）の2種類があります。 技術的には、DC電流は一方向にのみ流れ、AC電流は方向を逆にします。 日常的に言えば、ACは家庭内の照明、電化製品、コンセントを操作する発電機で作成された電気の形式であり、DCはバッテリーから供給される電力の形式です。 たとえば、懐中電灯はDCシステムですが、自宅のコンセントはACシステムを使用しています。

  太陽光発電や風力発電機などの多くの再生可能エネルギー源は、家庭で使用するためにACに変換されるDC電気を生成します。 自動車のバッテリーは、エンジンを始動するために使用されるDCシステムですが、エンジンが始動すると、自動車の電気システムには、さまざまなシステムを実行するためのAC電流を生成し始めるオルタネーターがあります。

• 電圧=圧力

  

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  起電力 とも呼ばれる電圧は、多くの場合、システム内の電子の圧力として定義されます。 パイプの水圧に例えることができます。 ご家庭の標準回路には、約120ボルト（実際の電圧は約115から125ボルトの間で変化する可能性があります）または240ボルト（実際の範囲：230から250ボルト）があります。 ほとんどの照明器具とコンセントには120ボルトの回路が供給されますが、乾燥機、レンジ、その他の大型家電製品は通常240ボルトの回路を使用します。

• ワット数=流量

  

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  ワット数という用語は、電気エネルギーが消費または消費される割合を指します。 自宅の電気システムで消費される電力の総量は、電力会社の電気メーターで読み取られます。 それはキロワット時または1, 000ワット時で測定され、それがあなたの請求方法です。

  照明器具や電化製品などの各電気機器の使用率は、ワットで測定されます。 たとえば、100ワットの電球を10時間燃焼させると、1キロワット時の電力が消費されます。

  アンペア、ボルト、およびワットは、互いに数学的な関係で存在し、次のように表されます。 ワット=ボルトxアンペア

  アプライアンスの定格が120ボルトおよび10アンペアの場合、実行中に最大1, 200ワットを使用します：120ボルトx 10アンペア= 1, 200ワット。

• オーム=抵抗

  

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  オームは、導電性材料を通る電子の流れに対する抵抗の測定値です。 抵抗が高いほど、電子の流れは低くなります。 この抵抗により、回路で一定量の熱が発生します。 たとえば、ヘアドライヤーが熱風を吹き付けるのは、内部配線の抵抗が原因で、熱が発生します。 そして、白熱電球の小さなワイヤの抵抗が原因で、白熱電球が熱くなり、光で輝きます。 また、電流が多すぎる機器で延長コードを使用すると、延長コードが過熱する可能性があります。

  回路配線では、抵抗が大きすぎると回路が過負荷になり、電気火災が発生する可能性があります。 ねじ端子のゆるみや腐食などによる接続不良が原因である可能性が高いため、電気接続を定期的にチェックして、電気システムの安全性を確保する必要があります。