ミニ四駆始めたいんだけど‥から上級者までの道案内

ミニ四駆初心者脱出計画

電気抵抗について

電気抵抗は、電気の流れを妨げるものです。抵抗値が大きいと電気が流れにくくて、抵抗値が小さいと電気が流れやすいです。
電気が流れるもの(導電体)のほとんどには電気抵抗があります。電気抵抗のない状態は超電導と呼ばれ、抵抗がとても大きいものは絶縁体と呼ばれます。
電化製品の多くは、電気抵抗を使って電気の流れる量を調整しています。

水でたとえると

水道の蛇口のようなものです。蛇口は水の流れを妨げて水量を調整しています。蛇口を全開にすると超電導、蛇口を閉じてしまえば絶縁状態です。
蛇口

電気抵抗の単位

電気抵抗はΩ(オーム)という単位で表します。「 kΩ 」はキロオームと読み、Ω(オーム)の1000倍の抵抗値を表しています。1000Ωと1kΩは同じ値です。

電気抵抗の測定

接地抵抗計や絶縁抵抗計を使います。抵抗値と電圧と電流などを測定できるテスターと呼ばれるものもあります。

いろんな電気抵抗

超電導以外は全て電気抵抗を持っています。電信柱の電線・コンセント・ミニ四駆のターミナルなどの導電体も電気抵抗を持っています。

  • 絶縁体は 0.1MΩ(100000Ω)以上
  • 導電体は 0.0001Ω以下
  • 超電導状態では 0Ωです。
  • 人間の乾燥皮膚は 4000Ωで、濡れた皮膚は 2000Ωくらいです。

負荷の電気抵抗

負荷(ふか)とは、電気を消費して[ 仕事 ]をするもので、照明・ヒーター・モーターなどのことを指します。

  • 照明:電気エネルギーを光に変換する仕事をしています。
  • ヒーター:電気を熱に変換。
  • モーター:電気→回転。

負荷で、電気を消費した分だけ電気代を払います。ミニ四駆では、電気を消費した分だけ電池が減ります。

電線の電気抵抗

電線は、電気を送る部分です。負荷のように、電気を消費することを目的としたものではありません。
電線の電気抵抗の値は、電線の長さ・太さ・材料・温度によって変わります。

  • 長さ:長いほど電気抵抗が大きくなります。
  • 太さ:細いほど抵抗が大きい。
  • 材料:固有の抵抗率が高いほど、抵抗が大きい。
  • 温度:低いほど抵抗大。

水道ホースみたいなもんです。ホースが長くて細いと、なかなか水が流れ出てきません。太くて短いホースだと、すぐに多くの水が流れ出ます。
電線について 」 「 もっと電線について
水道ホース

抵抗と効率

この蛍光灯は8アンペアで光りますよ。でも電気抵抗が2Ωあるので、10アンペアの電気を使わないと光りませんよ。このような条件の蛍光灯を例にすると、、
この時の効率は80%で、抵抗率は20%です。10アンペアの電気うちの8アンペア分は光になりました。
じゃあ残りの2アンペアはどこに行ったの?2アンペアは熱に変化しています、蛍光灯はあたたかくなりますね。この熱は 抵抗によって電気が熱に変換された結果です。蛍光灯の仕事は光ることなので、あたたかくなるのは仕事ではない サボりです。
もし、この蛍光灯をヒーターとして使う場合は効率20%で、抵抗率80%です。
エネルギー変換効率について

電気抵抗は熱になる

上に書いたように、電気抵抗があるところには熱が発生します。高度な電化製品は熱を持ちにくいように設計されていて、熱くなる前に電源が切れたり、冷却ファンを装備して熱を逃がすなど、発熱対策されています。
でも、電源コードなどの電線は発熱対策してません。電線は、電化製品(負荷)に比べて電気抵抗が小さいので、発熱量は無視しても問題ないと考えられているからです。
しかし、想定した使用方法ではない場合はそうではありません。電化製品の説明書には「たこ足配線禁止」「コードを折り曲げ禁止」「コードを束ねるな」などの注意書きがあります。このような使い方をすると、電線が集中して熱を持ちやすくなったり、電線の抵抗が増えて熱を持ちやすくなったりと、非常に危険です。
電気製品は説明書をしっかりと読んで、安全に便利に利用しましょう。

説明書を読まないと‥

我が社では、複数の太い電線を束ねて曲げて固定して使用していたので、発熱して絶縁体が溶けて導電体が接触して爆発が起こり、数百万円の損害が出ました\(^o^)/
なので、良い子のみんなはマネしちゃダメだよ(^_-)-☆
爆発
関連記事:電流について抵抗について仕事についてエネルギー変換効率について

 

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