電気と機械の接点

質問

大変大まかなんですが、たとえば電気ポットがあります、でコンセントがついています。、でそれを使用する人間の手があります。その人間の手と電気コンセントの間を知りたいのですが、特に電気と機械の接点はどうなっているんですか？

回答No.7

4219-1

電気ポットの回路

二本の線の片方に 温度ビーズから 電熱線へ。

もう一つは
バイメタル等で温度を計り 湯沸かしと保温繰り返します。

回答No.6

dkikuchi

こんにちは。

電気機器が動作する仕組みと原理について、大雑把な説明が欲しいというご質問だと思います。

電気、電子工学も奥が深いので、一言で全てを表現するのが難しいとは思いますが。。。

ようは、電気のエネルギーは、様々な別の形に変換することが容易です。

　・たとえば、電気ポットでは熱に。
　・たとえば、エアコンではコンプレッサーのモータの出力に
　・たとえば、コンピュータでは演算処理の動作にも

それぞれに違う原理が有り、細かいところになると、書籍などで調べた方が良さそうです。ただ、本は、結構理屈っぽい内容になりがちですね。

結論的に言うと、電気機器は、電気のエネルギーに仕事をさせるためのエネルギー変換装置だといえます。
仕事とは、水を熱する事だったり、部屋を冷房する事だったり。

と、こんな話なんですが、いかがですか？

回答No.5

sailor

まず最初にひとつ。電気というのは物（物質）ではありません。電気はエネルギーの一種で電気を流す物体の中にある電子の移動によって起こります。

さて、ご質問のないようですが、電気が色々な電気製品の中でどのような作用しているか、ということでよろしいでしょうか？

まず、電気ポットを例にとられているようですので、これから説明します。電気ポットの場合は電気の性質のうちのジュール熱の発生ということを利用しています。電気抵抗（電気の流れにくさ）がある物質（超伝導以外では全てのものに電気抵抗があります）に、電気を流すと発熱する性質を利用した物で、一般にはヒーターと呼ばれるものです。ヒーターとして都合よく使うためには普通の電線のように電気抵抗が小さいとうまくいきません。電気を流すことによって発生する熱量は電圧（ボルトですね。普通の家庭用のコンセントは交流１００ボルトです）と電流（アンペアです。同じ電圧をかけた場合、抵抗が小さなものほど大きな電流が流れます）の積に比例するため、普通の電線のような電気抵抗の小さな材料では、発熱量があまりに大きくなりすぎ、温度が非常に高くなり一瞬で焼ききれてしまいます。そこで材料にニッケルとクロムの合金（通称ニクロム線）などを用い、ある程度大きな抵抗を持たせて無理のない範囲に温度上昇を抑えています。もちろん電気ポットには温度制御用のセンサーやセンサーからの信号に従ってヒーターに電気を流したりとめたりするための制御機構が組み込まれています。極単純なものではバイメタル（温度により曲がり方が変わる金属で、熱膨張率の異なる二枚の金属板を貼り合わせたもの）等を利用して、スイッチを動かす機械式のサーモスタットと呼ばれる、一種の自動スイッチです。最近のものではマイクロコンピューターを組み込み単にヒーターのオンとオフの切り替えだけでなく、設定された温度に制御するために非常に細かなサイクルでヒーターに通電する時間を制御するものが増えています。たとえば一秒間に５０回とかの回数で、電源をコントロールし、オンになっている時間とオフになっている時間の割合をコントロールしています。このような高速度のスイッチ動作は機械式の接点を持ったスイッチでは無理（接点が非常に多く動作させられるため寿命が短くなることや、接点部分が激しく叩きつけられる事による騒音の発生等）なので半導体式のまったく機械的に動作することがないスイッチを使用しています。半導体とはトランジスタやダイオードなどといった物に使用されている、特殊な性質を持つ物質で状況次第で電気を流したり流さなくなったりするものです。これをうまく組み合わせると非常に多種多様なことができるのです。現在、私たちの身の回りにある電気製品のほとんどがこの半導体のおかげで成り立っています。本来なら、ここで半導体の詳細な説明をするべきところでしょうが、私の知っている範囲の事だけを書いても、この解答欄に書けるような量ではありませんので割愛します。

電気製品の中で使用される頻度が多いのは、先に述べジュール熱による発熱を利用したヒーターや電球（電球はフィラメントと呼ばれる部分を発熱させ高温にして光を出しています。これにはニクロム線よりも高温に耐えられるタングステンという金属が使われています）など、電線に電流を流すと磁石になる（電磁石です）性質を利用したモーターやスピーカー。この逆に磁石の中で電線を動かすと電気が起きる性質を利用した発電機やマイクロフォン。高い電圧をかけたり、高温に熱して金属から電子を飛び出させて、蛍光体などに電子をぶつけて光を発生させる蛍光灯やブラウン管（普通のテレビの画面です。液晶ディスプレーは違います）など、電波（これは磁気の変化と考えてください、本当はちょっと違うのですが、これも正確に説明しようとするとかなり複雑なのです）もアンテナに当たると電気に変わりますので、これを利用して電気の強さの変化を遠くはなれたところに送ることができます。テレビやラジオの音や映像は光が当たると電気の流れ方が変わる光電管やＣＣＤ、マイクロフォンなどの信号を電波という形で遠くまで送る装置です。その他にも数え上げれば切がありませんが、この辺で・・・

コンピュータも電気で動きますが、これは思い切った言い方をすると、先にも出てきた半導体スイッチが数億～数っ百億個も集まったようなものです。コンピュータでは記憶や演算を２進法で行いますので、電気がきている場合と電気がきていない場合の、２種類の状態を作れれば、原理上全ての計算や記憶が可能です。これらを実現するために半導体スイッチを使っています。これらを数百メガヘルツ（１メガヘルツは１秒間に百万回）～数ギガヘルツ（１ギガヘルツは千メガヘルツ）という高速で動作させて、現在のパーソナルコンピュータが出来上がっています。お断りしておきますが、ここに上げた数字はあくまでもパーソナルコンピュータのものです。大型機ではこの数字はかなり異なったものになります。

次回からは、もう少し的を絞った質問をしていただけると、より質問の意図に沿った回答ができるかと思います。たとえばテレビの画面が映る原理とか、ビデオテープにどうやって録画しているのかとかです。電気製品といっても非常に多種多様でそれに使われている技術も同様です。ちょっとした技術でも本が一冊書けるほどの説明が必要な場合もあります。もちろんそこまで専門的な回答を期待しているのではないでしょうが、それでも今回のような質問（私の解釈が正しければ）では、正直言ってとてもこのサイトの解答欄に収めることは不可能に思えます。

もし、今回の回答が意図に沿ったものでない場合は、具体例を上げて、質問していただければお答えできるかもしれません。

回答No.4

sailor

電気の接続（電流を流す回路を構成する）と言うことに関してであればポットについては先にお答えになった方々が述べられている方法が最もポピュラーでしょう。これはコンセントのように機械的な摩擦力を利用した接続方法では万一、コードを引っ掛けた場合などポットなどの機器自体の転倒などを招き、二次的な災害を招く危険性があるためで、マグネットを利用した接続にしておけば容易に接続が外れ機器本体の転倒などの危険を回避できるからです。

単に接点と言ってもコンセントひとつとっても、その使用する電力や電圧によってかなりの種類があります。最も多く家庭などで利用されているプラグの歯が２本でそれぞれの歯が平行なものではコンセント側の電極がリン青銅などの弾力のある金属でできていて、プラグの歯を挟み込むような仕組みになっています。この種のコンセントでは１口あたりの容量が１５Ａ（１５００ワット）までとなっており、それだけの電力を扱うための接触面積（互いの接触面積が扱える電力に大きな影響があります）を持つ構造になっており、簡単に抜けてしまわないようにコンセントがわの電極には凸部が設けられており、プラグの歯の穴にかみ合うようになっています。同じ定格の物でも平行な２本の歯と丸い１本のピンがあるもの（パソコン用のプラグなど）がありますが、この丸いピンはアース（本来の意味での接地）になっています。この他にも家庭内でエアコンなどに見られる、プラグの歯がＴ字型になったもの（１５００Ｗを超える電力を消費する場合や単相２００ボルトの機器に使用されています）や、円形のプラグで４本の歯が円周上に生えた３相交流用のプラグなどがあります。

先の方々の解釈に準じて記述しましたが、もし、質問の内容が別の意味であれば再度、補足要求をお願いします。

補足

丁寧な説明ありがとうございます.これはこれで参考になります。ですがこちらのしつもんのいととはちがいました。エエと、要するに、電機は他とは違った一つの物体です。でそれがもう一つのほかの物体を動かすわけですが、その仕組みと言うか。そう言うものを聞いています.電機が流れポット側の何処かに接触して，機械を動かすわけですがその接点の事を聞いています。

回答No.3

se-ichi06

コンセント側と電気ポット側のコネクタの中心には、磁石が付いています。
そのため、カチッっとくっつきます。

その磁石の両端に電気プラグがあり、電気ポットへ電気を供給する役割をしています。

こういう事でしょうか？

お礼

ちょっと違うんですが、ありがとうございました。

回答No.2

mrtommy

こんにちは

ポットのコンセントは，人間の手で持つ部分は
絶縁体で出来ています
でも，接触部を触ることは，市販コンセントを触ること同様危険で感電の可能性はあります
絶縁部分と言えど，触れていたりしたら危険です

自分は，感電経験アリです
本当にビビリました！
ではでは

お礼

ありがとうございました。危険ですよね，衣類の静電気でもけっこういたいですよね。業者の人は手袋でもしてるんですかね。

回答No.1

sailor

質問の意味を図りかねます。
人間の手とプラグの電気的な関係をお知りになりたいのか？コンセントとプラグの電気・機械的な関係をお知りになりたいのか？それとも別に意図があるのか？もう少し具体的にご質問願えれば、お力になるかと思います。

補足

つまり本体の内部です。電気と機械の接点を知りたいのです。