• ベストアンサー

発電とはどういうことですか?

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。

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • techbrain
  • ベストアンサー率76% (70/92)
回答No.4

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。 ――――――――――――――――――――― 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。 ――――――――――――――――――――― 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。

sinobiasi
質問者

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。

その他の回答 (3)

  • Mr_Holland
  • ベストアンサー率56% (890/1576)
回答No.3

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。

sinobiasi
質問者

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。

  • N64
  • ベストアンサー率25% (160/622)
回答No.2

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。

sinobiasi
質問者

お礼

やはりそうなんですか。 ありがとうございました。

  • akina_line
  • ベストアンサー率34% (1124/3287)
回答No.1

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。

sinobiasi
質問者

お礼

解りやすかったです。 ありがとうございました。

関連するQ&A

  • 電圧、電流、電力と発電について教えて下さい。

    中学校の理科の教科書で、資源やエネルギーの章に、 問い「電気抵抗の小さい送電線を用いると、どうしてエネルギーの損失が小さくなるのだろう」 というものがありました。 送電線というのは、電柱についている銅線のことなのですが、 考えているうちに自分がそもそもの部分が分かっていないと分かりました。 ・交流と直流では、オームの法則などは同様に考えていいのか。 ・発電所で発電する電気というのは、電流、電圧、電力の何のことか。 ・ついでに電源装置では、大本として電流、電圧、電力の何を変化させているのか。 ・送電線は、電圧、電流、電力の何が一定なのか。ぜんぶ一定じゃないのか。 ・電流によって電圧が生まれるのか、電圧によって電流が生まれるのか。 など、次々と分からないことが浮かんできます。 根本的なところが分からないので、質問がバラバラですが、 上の疑問や、教科書の問いに対して何と答えればいいのか、 ひとつでもいいから教えてもらえたら嬉しいです。

  • 電磁誘導について

    電磁誘導について教えてください。 電磁誘導とは磁石をコイル中に通過させるとコイルに電流が流れるというものですが、 何故電流が流れるのですか? 電流が流れると言う事は、電子の移動が起こることですよね? そうすると、その電子は何処から来るもの?銅の自由電子? さらに、発電で発生した電流(電子)はランプ等で発光するとき、エネルギー?(光子)として放出放されますよね? そうすると銅線中の電子は次々と放出されることになるんですか? もしそうだとすると、銅線はどこから電子を再供給しているのですか?長々と申し訳ないのですが、どなたか判る方教えてください。 宜しくお願いします。

  • 発電機が生み出すもの

    理系ですが電気が苦手な大学生です。 発電所の発電機ですが、生み出しているのは何なんでしょうか。 電流(A)、電圧(V)、電力(kW)・・・。 よく発電機はダムにたとえられますが、大きい発電機のほうがいっぱい発電できるはずなので、電流過電圧を生み出しているのでしょうか? 平易な理解の仕方を尾根がします。

  • 電子が見えないのはなぜ?

    私たちの暮らしは、電気に囲まれています。 それを、何の疑問も感じないで生活していました。 あることがきっかけで、「電子」は見えないと言うことを知りました。 電気に対する公式があり、電気は制御できるのでしょうが、何か訳の分からない物に囲まれているんだな、と言う、不思議な感じを持ちました。 電子は、なぜ見えないんですか? ・光が電子を通過してしまうため? ・光が電子の避けて通過するため? ・・・etc (1)どんな、メカニズムが働いて電子を見えなくしているんでしょうか? それから、電流は光の速さで流れると聞きました。 例えば、銅線の中を電気が流れる場合、自由電子が電気の流れを担っているのでしょう。 自分のイメージとしては、バケツリレーの様に電子を運んでいる感じで想像していました。 でも、それだと、電流が光速で流れるとはとうてい思えません。 電子に、重さがあれば、無限大になり、光速になるはずがありません。 (2)電子は、電線の中をどのように流れているのでしょう?  (バケツリレーの様なイメージでいいのでしょうか?) 以上2点の疑問について、教えて下さい。

  • 発電について

    初めまして。 発電について質問したいことがあります。 電磁誘導によって発電は行われるわけですが、 このとき、何が電気に変換しているのでしょうか? そこにある磁場(磁気)が、材料となって電気を生み出しているのでしょうか? 言葉の通り、無から有を生じている、ということなのでしょうか? あるいは、空気中にあるイオンのようなものが、元となって変化しているのでしょうか。 磁場(磁気)が元の材料のようなものになっているとすれば、 磁場(磁気)は弱くなっていくのでしょうか? 何かを作る(生み出す)、ということは、 元となる原料を消費、あるいは変換(?)するということだと思います。 しかし、電磁誘導による発電について、 「コイルに磁石を近づけたり遠ざけたりすると電気が起こる」 こういう説明はあるのですが、 何から電気が作られているのかが、分かりません。 原子力や火力、動きによる動力源が分かっても、 電気の元、というものが分かりません。 ワタクシは、あまり賢くもなく、物理も、ど素人なので、 言葉足らずの部分もあるかと思いますが、お許しください。 何かを消費して、電気を生み出している、 ふと疑問に思ったので質問させていただきました。 何卒、よろしくお願いします。

  • 電子の速さのもとめかた、続き

    物質の密度を出す公式はあるんでしょうか? 問題が、断面積3.0*10^(-2)の銅線に10Aの電流が流れていて、一個の電気量が1.6*10^(-19)です。 このときすべての電子が同じ速さで移動しているとすると、その速さはいくらか?銅1立方メートルの中に含まれている自由電子の数は8.5*10^(28)個である。 なのですが。

  • 電流と電子の速さ

    断面積1.0mm^2の銅線に、1.0Aの電流が流れている。 電子の電荷を-1.6*10^-19C、銅の密度を9.0g/cm^3とする。 また、銅は64g中に6.0*10^23個の原子があり、1個の原子につき、1個の自由電子をもつものとする。 1、銅のもつ自由電子の数は、1m^3あたり何個か。 2、自由電子が移動する速さは何m/sか。 1・・・8.4*10^28個 2・・・7.4*10^-5m/s どなたか詳しい解説お願いします。

  • 自転車の発電機の電気の発生について

    自転車の発電機のダイナモ(タイヤに押し付けるやつ)は、永久磁石をくるくる回して、電気をつくっていますよね。 電気を作るエネルギー源はタイヤからもらった回転力なのですが、それがどうして磁石を振り回しただけで、電流が発生するのでしょうか? 電流って、電子の流れですよね? 磁石から電子が飛んでコイルに入っていくのでしょうか? そうすると、なぜ磁石は弱くなっていかないのか? 考えれば考えるほどわからなくなりました。 誰かこの頭の中を、すっきり整理させてください。

  • 銅製の容器はイオンを通さない?(大学受験)

    よろしくお願いいたします。 問題は、ダニエル電池に関する記述として誤っているものを選べという問題で、選択肢の一つが、 素焼き製容器を銅製の容器に変えても、起電力は生じる。また、そのとき、両極板間に流れる電流の向きは変わらない というのがあります。 答えは、×でその理由は、銅製の容器はイオンを通さないので、電流は流れないでした。 私は、銅製の容器はイオンを通さないというところにつまずいたのですが、銅は金属だから電気を通す、→電気を通すのは、銅の結晶の中の自由電子が自由に動き回れるからと思いました。 ということは、銅は、自由電子は自由に動き回れるが、イオンは通さないということでしょうか?自由電子とイオンは性質が異なるのですか? イオンを通さないのはどうしてでしょうか?よろしくお願いいたします。

  • 電圧、電流について

    今、直流のことで考えているのですが、回路が切れていても例えば乾電池のプラス側は1.5Vの電圧がかかっていて、電池のマイナス側は0V(アースという?)アースとマイナスのつながりもよくわかりませんが・・・。 という状態は、水道で蛇口を閉めていても水圧がかかっているのと同じ、という感覚で理解しているつもりです。 電気回路で10Vの電圧がかかった状態で、10Ωの抵抗がつながっているとき、10Ωの抵抗で電圧降下が発生して、10Vから0Vになる。 と教えてもらいました。 なぜ、電圧降下がおこるのですか? これとは別に、「電流は電子の流れ」というのも教えてもらいましたが、例えば「電球を光らせても電子がなくなるわけではない。」と思います。 そう考えると、「電子の流れって一体何をしているのだろう?」と思ってしまいます。 これも、「電気を水にたとえて考えてみると」というところからの疑問です。水は使った(流した)分はなくなると思います。でも、電子は流してもなくならないと思います。例えば水素から電子がなくなってしまうと陽子だけになると思います(それはおかしくないですか?)。 電流は電子の流れ、それで電球が光る、その後電子はどうなるの、どうして電圧が下がるの? これが理解できません。 よろしくお願いします。