発電とはどういうことですか？

質問

銅線を流れる電流とは
もともと銅が持っている自由電子の流れ
というような認識を持っているのですが
そうすると発電所で行っている発電というのは
単に電圧を作り出すことなのでしょうか？
まさか電子をつくりだしているわけではないですよね？
物理も電気のことも素人ですが昔から疑問に思っていました。

回答No.4

techbrain · ベストアンサー

元大学受験予備校講師です。（現在は経営コンサルタントです）

物理学を専門的に学んでいるレベルではない、と言うことですので、あくまで簡単に説明させて頂きます。

まず基本の復習として、電流とは仰るとおり“自由電子が動くこと”と考えて頂いて構いません。但し、アンペア単位をつけて言われる電流というのは、その中でも「一定時間に対して」の自由電子の動く量だと考えて下さい。（もう少し言えば、自由電子の位置というよりは電位の位置が変化することです）
電圧とは、ある２点間での電位の差により、電流が流れようとする圧力・勢いのようなものとお考え下さい。
抵抗とは、実際に電流が流れようとする際に電圧とは反対方向にかかる圧力だと考えれば判り易いでしょう。
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基本的に、発電とは『電位差を作為的に作ってあげること』だと考えて下さい。もっと言うと「電流が“流れ得る”状態を作ってあげること」です。(電流が流れるようにする、流すというのとは違うのです。電流を流すための圧力をかけることを“電圧をかける”と表現します。)
「電位差を作る≠電圧をかける」というのが理解の難しい所なんですが、多くの場合には混用して言葉を用いています。それで判り難いんですね。
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フレミングの左手の法則・フレミングの右手の法則というのをご存知ですか？（ついでに言えば右ねじの法則、ファラデーの法則とかも）
発電は「フレミングの右手の法則」で理解されるものですが、流れる電流で起こされる力は「フレミングの左手の法則」で説明されます。
モーターの原理は左手の法則です。
乱暴に言えば、モーターを逆回しにすると電流が流れる＝発電される、というところです。モーターと発電機は裏表の関係にあります。
これらの法則に出てくるのは『デン・ジ・リョク』という３つ(電流・磁力・力)です。

磁力線の影響する箇所に対して、電導体を横切るように移動させると、電導体内部の自由電子の位置に変化が生じて、偏りが出来る。自由電子が偏るから、電位もプラスとマイナスに偏る。これである２点間に電位差が生じます。
電位差が生じると、その差を埋めようとする力が働きます。これが電圧な訳です。

雷というのは、「雲の中の水蒸気など」と「地面の土の中の水分や岩石など」の間にある電位差を埋めるべく、雲と地面の間で電流が流れることなわけです。電流が流れる寸前には、猛烈な電圧がかかっていることは想像出来ると思いますが、これは自由電子の移動量で決まる訳です。
同じ放電でも、静電気による“パチッ”ってヤツは電圧が高くても、自由電子の量が少なく、電流量が小さいために助かっている訳です。(それでも痛いですけど)

このように、離れた場所の導電体に電位差を作って、いつでも電流が流せる状態にすることを“発電する”と言います。

普通に銅線などでやってしまうと、２点間に作った電位差は、スグに自由電子が移動してしまって電流が流れ、電圧がなくなってしまうので、２枚の導電体の板状のものを“距離をとり、空間を空けて”設置して、その２枚の間で電位差を作ると、放電しない限り電位差が保てます。
この原理を応用して作られたものが『コンデンサー』と言うものです。

このコンデンサーを構成する原理で、作った電位差を維持しておくことと、それを使った量の分だけ補充し続けることが発電所のやっていることだと考えて下さい。

すご～く乱暴で、正確でない表現が多々ありますが、物理を専門的に学んだことのない方向けの説明としてご了承下さい。判りにくければ補足します。

お礼

よくわかりました。　スッキリです。
たあいもない質問にすごく丁寧に答えていただき
感謝しております。
ありがとうございました。

回答No.3

Mr_Holland

発電とは電圧を生じさせることなので、質問者の認識は正しいと思います。

電位差（電圧）によって、回路内の自由電子が動き出し、電流が生じます。
ファラデーの法則でコイルを通過する磁束を変化させることで得られるのは電位差にですよ。

お礼

発電とは電位差を作り出し電流を生じさせるということですね。
納得です。　
ありがとうございました。

回答No.2

N64

私も良く分かるわけではありませんが、あなたがおっしゃるように、電圧を上げて、それを維持することでしょうね。維持するためには、一生懸命発電機を回さなければなりませんし、そのためには、エネルギーが必要でしょう。もしも、維持できなければ、家庭の電気も暗くなってしまうでしょうから。

お礼

やはりそうなんですか。
ありがとうございました。

回答No.1

akina_line

こんにちは。

　下記サイトにやさしく書いてあります。
　　http://www.discovery.panasonic.co.jp/science/library/lib01elc/l01017.html
　要は発電機を水力、火力、原子力などの力で回転させ、「電流」を作り出します。

では。

お礼

解りやすかったです。
ありがとうございました。