なぜ電気?

電気の基礎

電気エネルギーを利用する理由は?

いきなりですが皆さんに質問です。

現代社会は「電気」なしでは成り立たない、という認識はすでに常識といっていいほど広まっています。電気エネルギーの供給が絶たれるとたちまちに生活も仕事も立ち行かなくなってしまいます。

なぜそこまで頼っているのでしょうか。

別に他でもいいのではないでしょうか。現にガスもガソリンも水もそのほかにも動力源になり得るエネルギーはいくつかあります。なのにどうしてこんなにも電気は普及しているのでしょうか。

筆者はこの問いの答えとなる記述をまだ目にしたことがありません。

そこでその特徴から私なりに答えを探ってみました。というより資格取得の学習中にその答えが見えてきたような気がします。

その私なりの結論とは以下です。

1.電気エネルギーは他のエネルギー形態へと変化させやすい

a.光

b.熱

c.力(動力)

d.音

2.自動制御への応用が他に比べはるかに容易(電子回路)

3.高精度・精密動作を作りやすい(電子回路)

上記くらいでしょうか。

この1~3が電気が多く利用される理由かと考えます。

ではこの3つを少しかいつまんでみていきましょう。

1.電気エネルギーは他のエネルギー形態へと変化させやすい

他のエネルギー形態っていったい何でしょうか。それは「光」「熱」「力」「音」などでしょう。

a.光

先ず「光」、すぐにピンときますね!電灯です。ご家庭でも職場でも照明器具があり電気を供給して明かりを得ていますね。

今の時代、趣や文化の特徴などを除きわざわざ理由なく松明やろうそくで明かりをとる方はおられないでしょう。

b.熱

次に「熱」、これは時と場合によってガスなどの燃料を選択することがありますが、一般のご家庭の中ではすでにオール電化で熱もすべて電気から取り出しておられるところもあるでしょう。

c.力(動力)

続いて「力」、電気業界では「動力」とよびます。回転力を出力とする機器で電気を力に変換します。

電磁誘導という作用で電動機(モーター)を回転させ機械的な力を得ています。電気を原動力とした場合、かなりコンパクトな機器で非常に大きな力を得ることができます。

d.音

続いて「音」、ブザーなどに代表される音への変換はやはり電気をもってして実行されているものがかなり多いのではないでしょうか。

もちろん音そのものを楽しむ楽器や自動車の走行に伴い副次的に発生する音などは別ですが。

また、音を発するだけでなく集める作業、つまり集音も電気は得意です。マイクは代表的な集音機器です。音を電気信号に変えることで分析にかけたり、遠く離れた人との会話を実現するきっかけとして使われたり、増幅してスピーカーで返すなどしてさまざまなところで役立っています。

以上のように、電気は比較的容易にコンパクトに他エネルギーへの変換が出来ることがうかがえます。

では、次の項目について説明をつづけていきます。

2.自動制御への応用が他に比べはるかに容易(電子回路)

電気は自動制御と相性が抜群です!その様々な作用を利用し、回路を組み上げてなにかを検知するところから適切に自動で動作するところまで電気により成り立っているものは数多存在します。

機械だけの組み合わせでは昨今の自動での操作,動作を実現するのにとても大掛かりになりそうというのは想像に難くありませんね。

皆さんもよくご存知の、機械に動作のきっかけをあたえる「センサー」というものがあります。

例えば温度を測り取りある設定値より低ければ加温のための動作を始めるという機械があるとします。これを機械的要素のみである程度自動で目的温度に保とうとした場合、どんなシステムを想像されるでしょうか。

筆者は液体や気体の熱による膨張収縮の作用によりテコの働きをする棒が燃料の投下を加減するようなものを想像しました。温度検知部分だけでも結構大掛かりになりそうです。

これを電気を利用することで行うと、細い配線や小さい部品の組み合わせで済んでしまいます。そこから温度情報を読みあとは同じように燃料投入調整などをすればよいのです。

他にも自動制御に欠かせない、デジタル,アナログの信号のやりとりや人間からの機械に対するアクションの収集など、もはや相性どころではなく電気無くして自動化はありえないといっても過言ではないでしょう。

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3.高精度,精密動作を作りやすい(電子回路)

前述の自動化にも関係しますが、電子回路などで組み上げられた自動化システムは高速かつ高い精度で動作します。

パソコンやスマートフォンをご想像いただければイメージが湧きやすいかと思います。

産業における設備なども、もはや電気回路,電子回路を一切使わずに高速かつ精密な動きを実現しているものは無いといえるほどではないでしょうか。

以上、今の時代に如何に電気エネルギーが必要不可欠であるか、同時にこれがもたらす利点も合わせて納得いただけましたでしょうか。

あくまで筆者の経験からくる知見なのでそうは思わない方もおられるかもしれませんがひとつの疑問の参考となればありがたいです。

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