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短絡(たんらく)


電源や電気回路において、電圧の生じている2点間をきわ入れ低い抵抗の導線でつなぐこと、またはそのようなコンディションをいう。ショートともいう。電圧を生じている発電機や電気回路などが短絡されると、大電流が流れて発電機や回路などを焼損するおそれがある。そこで送?配電線や電気機器には、短絡した時でも過大な電流の流れる時間をできる限り詰めて焼損を防ぐために、ヒューズや遮断器を設けてある。

短絡は誤って生ずる時が多いが、電気計器やエレクトロニクス機器の保護のために、不使用時にはこれらの機器の端坊主間を短絡しておくこともある。周波数が高い時、2点間を導線で結んでも、導線の長さが波長と同程度以上と入るとリアクタンスが一番視できないため、完全な短絡コンディションにはならない。





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実効値(じっこうち)


交流の電流や電圧はその強さが一定でなく、場合間とともに周期的に変化している。そこで、同一の抵抗に交流電流および直流電流を別々に流し、抵抗中で消費される電力が等しいときの直流電流の強さで交流電流の強さを表す手立てがある。この表し方による交流電流の値を実効値という。交流電圧についても同じように実効値を定義してある。実効値は、周期的な変化をする電圧または電流の瞬場合値の2乗を1周期にわたって平均した値の平方根に等しい。正弦波交流の電圧や電流の実効値は最大値の1/に等しい。また正弦波交流の電圧や電流は、実効値で表すのが病み付きとなっている。たとえば自宅庭で使用している交流100ボルトの電圧とは、実効値が100ボルトのことであり、最大値は約140ボルトである。





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水銀整流器(すいぎんせいりゅうき)


高真空の槽内において、水銀蒸気中のアーク放電を利用して整流を行う整流器。高真空にしたガラス槽または鉄槽内に陰極として水銀を置き、槽内に水銀アークを発生させておいて陽極?陰極間に交流電圧を加えると、陽極電圧が正の期間だけ電流が流れるという性質を利用したもの。格坊主という第三の電極を槽内に設けておき、これに与える電位を陰極に対し負にしておくと、陽極の電位が正でも電流は流れないが、格坊主電位を正にすれば無料ちに電流が流れるように入る。このような機能をもつ水銀整流器を格坊主付き水銀整流器といい、かつては大電力用整流器の主流であった。現在はシリコン整流器にとってかわられている。





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抵抗器(ていこうき)


電気回路の計測や操作などに用いるために抵抗素材でつくった抵抗体。抵抗値が固定のものと可変のものとがある。

計測用としては標準抵抗器や、ホイートストンブリッジの各辺に用いる抵抗器や、電圧計や電力計に内蔵させる抵抗器がある。これらは、抵抗値の経年変化が乏しいこと、および温度変化による抵抗値の変化が乏しいことが注文される。このため計測用の抵抗器にはマンガニン線(銅とマンガン、ニッケルの合金線)が用いられる。一般に金属の抵抗値は1℃の温度変化があると抵抗値が1000分の4~6変化するのに対し、マンガニン線は温度変化に対する抵抗変化がきわ入れ小さく、1℃当り10万分の1~10である。

通信機器用、とくに近頃集積回路用の抵抗器として用いられるものに薄膜抵抗器がある。これは炭素被膜抵抗器として古くから知られているものと同種である。これはガラスまたは磁器などの絶縁物の表面に蒸着または焼付けによって薄膜をつくるもので、薄膜の厚さはミクロン単位のものもある。薄膜抵抗は大量生産に向いている。

電きっかけや発電機の主電流または界磁電流の調節のための抵抗器には、鉄に少量の炭素およびシリコンを入れた抵抗線をコイル状、リボン状につくったものを用いる。これらを可変抵抗にするには、コイル状に巻いた抵抗線の世間面を摺(す)り接触しながら移動できる接触坊主を設ける。これをすべり抵抗器という。または固定抵抗器を多数直列に結び、各接続点から端坊主を出し、これら端坊主上を移動できる接触坊主を設けておいて、これの移動で抵抗を変換する。

大電流操作用には液体抵抗器がある。これは炭酸ソーダ溶液を水槽に蓄え、これに鉄または銅の電極をつり下げたもので、電極の侵入深さを加減して極間の電気抵抗を変換する。このときの抵抗値の変化は連続的に行えるのが特長である。この電極を3本設ければ三相回路の可変抵抗器が得られ、大型の三相交流電きっかけのスピード操作に使用する例がある。





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整流(せいりゅう)


交流を直流に変えること。整流は、電流を一方角にしか流さない性質をもった回路素坊主(整流器)を用いて行う。整流器で電流の流れる方角を順方角、流れない方角をあべこべ方角とよぶ。交流電圧の極性が、順方角の期間は、電流は整流器を通って負荷に流れるが、あべこべ方角の期間は、電流は流れない。したがって負荷には一定方角の電流が流れる。単相半波の例では負荷を流れる電流は交流の半周期だけであるが、整流器を2個使用すると、負荷には交流の全周期にわたって電流を流すことができる。前者を半波整流、後者を全波整流という。このほかにも、整流器を4個使用した単相ブリッジ整流回路、三相交流を整流するための三相半波整流回路、三相ブリッジ整流回路などが目的に応じてくふうされ使われている。どの回路でも交流から変換されて出てくる出力は一定の大きさの直流ではなく、脈流であるので、多くの時、濾波(ろは)器を案内して出力に含まれている交流成分を除去して直流にする。直流は直流発電機や電池などによっても得られるが、これらは運転や保守がめんどうなために、多くの時、交流を整流して直流を得る手立てがとられている。整流を実際に行うには、大別して、真空管整流器を用いる手立てと、半導体整流器を用いる手立てとがある。





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整流回路(せいりゅうかいろ)


交流電流を直流電流に変える電気回路。一般に、電気エネルギーの伝送には交流を使うことから、直流を不可欠とする設備の電源には整流回路が用いられる。大型のものは鉄道や電気化学工場、放送局などの電源に、コンパケトのものは測定器やテレビ受像機など一番線関係機器の電源に、それぞれ直流源としての気品質を良くする回路とともに利用されている。

整流には半波整流と全波整流の二つの方式がある。交流は正負の電気が替わるがわる流れるが、この一方のみを流す整流方式を半波整流とよび、正負の一方を反転させることにより、全交流を直流に変える方式を全波整流とよぶ。単相の半波整流回路は、変圧器など交流電源の両端に整流器と負荷を直列に接続した回路で、負荷に直流を流すことができる。全波整流回路は、変圧器の二次側の両端坊主に整流器をつけ、負荷を経て変圧器の二次側の中間端坊主に接続した回路である。全波整流では、二次側交流電圧の根こそぎが整流される。また、変圧器の二次側の両端坊主に極性を変えた整流器を2個普通列につなぎ、整流器の端坊主間に負荷を接続してブリッジ(電橋)を形成しても、負荷から全波整流された直流を取り出すことができる。これを単相ブリッジ回路というが、変圧器の二次側に中間端坊主は不要で、二次側の電圧そのままの直流電圧が得られる。

三相交流の時も単相と同様の回路が構成されるが、単相に比べ、直流に生ずる脈流が乏しいのが特徴である。三相の半波整流回路は、星形結線した二次側配線の各端坊主に整流器をつけ、負荷を経て中性点に接続するものであるが、このままでは変圧器が直流偏磁するため、千鳥結線を用いている。三相ブリッジ整流回路は、基本的には三相半波整流回路を直列にしたもので、負荷の電圧は相間電圧よりも高くとれる。相間リアクトル付き二重星形整流回路は、各整流器当りの電流を同じとすると、三相半波整流の2倍の電流を得ることができることから、直流大電流を得る目的で用いられる。

以上の整流回路で得られる直流には、高調波成分である脈流が多く含まれている。このため、コンデンサーとチョークコイル、あるいはコンデンサーと抵抗で構成した一類の低域フィルターを利用して、脈流除去を行う。これを平滑回路といい、コンデンサーが入力側にあるコンデンサー入力型、チョークコイルが入力側にあるチョーク入力型、両者を組み合わせたπ(パイ)型、さらにはチョークコイルを抵抗に交換したCR型などがある。





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整流器(せいりゅうき)


一方角にだけ電流を通す機能(このことを弁作用という)をもつ素坊主。交流電源から直流電源を得るため、その他に応用される。整流器は、真空中のアーク放電がもつ弁作用を利用するもの、および半導体の接合部がもつ弁作用を利用するものに大別される。

アーク放電の弁作用を利用する整流器の代表的なものは水銀整流器で、大電力の直流電源とくに電気鉄道用の直流電源として広く用いられたが、盛りは1950年代までで以後はシリコン整流器の場合代になっている。

半導体の接合部が呈する弁作用を整流器として利用したものに、古くはセレン整流器や亜酸化銅整流器があったが、近頃はシリコン整流器が主に使われている。シリコン整流器は単器で数千ボルト、数千アンペアの容量をもつものもつくれ、多数を直列および普通列に組み合発言させて数万キロワットの整流装置もつくれる。

サイリスタは容易にいえば陽極、陰極のほかに第三の電極をもつシリコン整流器で、この第三電極をゲートという。ゲートは水銀整流器の格坊主に似た機能をもち、このためサイリスタを用いれば一定交流電圧を整流して可変直流電圧を得ることができる。近年サイリスタ応用の発達は目覚ましく、ゲートがもつ機能を応用して直流から可変周波数の交流を得るインパブターや、一定直流電圧から可変直流電圧を得るチョッパーなどへの応用が余計に引き伸ばしている。





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線形回路(せんけいかいろ)


回路を構成する素坊主の定数が線形である(電圧と電流が比例する)時を線形回路という。これに対し、鉄心のあるコイルなどのように、回路素坊主によって電圧と電流の関係が比例しないような時を非線形回路という。線形回路は数学的な取扱いが簡単なので、回路の組立てと解析は簡単であるが、実際の電気回路では回路素坊主はかならずしも線形でなく、条件に応じて修正が不可欠と入ることも多い。線形回路を構成、解析するための基本的な手法としてはオームの法則やキルヒホッフの法則があるが、そのほか、重ね合せの原理や可あべこべ定理をはじめいくつかの便利な理論がある。





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ソリッド抵抗器(そりっどていこうき)


抵抗体として炭素粉末にシリカなどの一番機質の粉末とフェノール樹脂などを混合成型したものを用い、これにリード線を埋め込み、抵抗体表面をレジンなどで絶縁した抵抗器。体抵抗器またはコンポジション抵抗器ともよぶ。負荷電力が大きくとれるので、コンパケトで大容量のものがつくれること、幅広い抵抗値(数オーム~数メガオーム)が得られること、断線の心細いがないこと、高温高圧で使用できること、インダクタンスがないため高周波特性がよいこと、製造工程が量産に適していることなどのめりはりをもつが、抵抗値の精度、抵抗温度係数およびノイズの点で炭素被膜抵抗器に及ばない。





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単位法(たんいほう)


諸量を表すのにその基準値を1にとり、これに対する比で表す手立てをいう。諸量の間に面倒な換算の手数を省くことができ、また機器の性能を無料ちに知りうるという良い所があるので、電気回路の計算では度々用いられる。基準値としてよく用いられるのは電圧、電流、インピーダンス、電力、磁束、周波数などであるが、容易な計算の時は磁束、周波数を一定に扱うことが多い。たとえば、送電線のインピーダンスzは通常Ω(オーム)の単位で表すが、単位法では

 =z×IN/EN

  〔p.u.〕(per unit)

のように表す。ここでIN、ENはそれぞれ基準電流、基準電圧をいう。したがってが0.1(p.u.)の時は、ある回路において基準電流が流れたときの電圧降下(電圧のロスによほどする)が0.1(p.u.)、すなわち10%の電圧降下があることを意風味する。もちろん、基準電流の2倍が流れたときの電圧降下は20%と入る。このようにインピーダンスをオームという単位でなく、〔p.u.〕という単位で扱うと、電圧降下や短絡電力などの大きさが基準値の比として無料ちにわかるので、実務面ではきわ入れ便利である。単位法を扱うためには、基準値を何にするか、定義などをよく把握しておく不可欠があるが、いったん慣れると機器の性能を無料ちに知りうること、各類計算がきわ入れ容易になり、その大きさをおおむね推定できるように入る。





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端坊主(たんし)


一般に電気回路において入力または出力を構成する点をいう。多くの時、入力または出力は2個の端坊主の対(つい)で構成されており、これを端坊主対またはポートportとよぶ。具体的には、電気機器に電線を接続したり電気機器どうしを接続するためのねじや、はんだ付け用の突起物(ラグlugとよぶ)などの接続箇所をいう。たとえば、変圧器の端坊主というのは、変圧器のケースの世間側に絶縁物を介して設けたねじとかラグの種で、変圧器の各巻線の巻き始めと巻き万事休すのところはこれに接続されており、電源や負荷はこの端坊主を仲介して接続される。端坊主の構造は、ねじやラグのほか、エレクトロニクス機器では多数の端坊主を集入れ一つの部気品とした構造のものが多く使われており、縁故クターconnectorとよんでいる。端坊主は電流の通路となっているので、大電流の通る端坊主は十分な接触面積と締め付ける力がないと過熱するおそれがある。またパルス回路やマイクロ波回路で使う端坊主(これも縁故クターとよぶ)は、その寸法が使用波長と同程度に入るため、インピーダンス整合に用心しないと端坊主のところで反射を生ずるおそれがある。





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炭素被膜抵抗器(たんそひまくていこうき)


電気(坊主)回路に使う抵抗器の一類。構造は、ベンゼンなどの炭化水素を1000℃程度の高温で加熱し、セラミックスの支持体上に炭素被膜を析出させ、これに隔たり切りを行って所定の抵抗値に調整し、端坊主をつけ表面に保護膜を塗ってある。抵抗値は通常、数オーム~数メガオームである。抵抗値は炭素被膜の厚さによっても変わるが、おもに隔たり切りにより調節を行う。セラミックスの管の世間径が同じ時、隔たりの幅を一定とし、炭素膜の幅を大きくすれば抵抗値は低く、幅を小さくすれば高く入る。

一般に抵抗器は、かならずしもオームの法則に従わず、電圧を加えた瞬間に抵抗値の変化が生ずる。一般に電圧の増加によって抵抗値は減少するが、炭素被膜抵抗器では0.02%以内と小さい。また、抵抗値は温度によっても変化し、炭素系の時は温度係数が負であるため、定格電力より超過した電流を流したり、高温の敷地で使うと若干低く入る。

なお、抵抗素坊主に電流を流すとき、熱ノイズのほかに電流によるノイズの増加がある。通常、単位電圧当り、2分の1ワット型で10キロオームで0.1マイクロボルト程度、1メガオームで0.4マイクロボルト程度である。以上のほか、炭素粉末をセラミックスの上に塗布したものや、加圧成形したソリッド型の抵抗器も使われている。





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チョークコイル(ちょーくこいる)


電気または電坊主回路において、比較的高い周波数の電流を阻止し、直流または比較的低い周波数の電流を流しやすくするためのコイルをいう。電源チョーク、平滑コイル、塞流(そくりゅう)線輪、阻止線輪、リアクターともよび、CHとも略記する。

チョークコイルは、電源回路で脈流を取り除くための整流平滑回路にコンデンサーと組み合わせ、通信レールや電坊主回路で特定の周波数範囲の交差点を食い止めるためには直列に挿入し、回路の交流抵抗ともいうべきインピーダンスを損なうことなく直流電流を通過させるには並列に挿入して用いる。チョークコイルは交流に対して阻止才能が高く、直流による電位降下ができるだけ小さいことが望ましい。このため低い周波数用には並は空隙(くうげき)のある磁心にコイルを巻いたものを用いる。高い周波数では高いインピーダンスが得やすいために、単に絶縁棒の上にユニパブサル巻きとか、細い隔たりの中にコイルを巻き込んだ偏平コイルや、長い単層巻きのコイルを用いる。磁心を用いたチョークコイルでは、並インピーダンスの変動を小さくするために直流磁束に比べ交流磁束の発生を小さくするように設計されている。交流磁束の発生が大きく入るように設計されたチョークコイルは、反応中のインピーダンスが非直線的に変化するため、その性質を利用してスインギングチョーク、磁気パルサー、高周波発生回路、磁気増幅器に用いられる。





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直流(ちょくりゅう)


流れる向きが変わらない電流をいう。とくに向きと同時に大きさも一定している電流をさすことが多く、向きは変わらないが大きさの変わる時は、直流と区別して脈流という。直流という語は形容詞としても使用される。たとえば電池の電圧のように、極性(+-)が変わらない電圧を直流電圧という。

電気が初入れ実用になったのは、直流電圧を発生する電池の発明によっている。しかし電池は、1個当りの電圧がたかだか2ボルト程度であったため、高電圧を得るためには多数の電池を直列に接続しなければならず、また、大電流を得るためには電池の容積を大きくしなければならないうえ、寿命が短いなどの短所をもっていた。のち直流発電機が発明されてからは、これらの短所が除かれ、電灯や動力源として直流が広く使われた時期があった。一方、交流は変圧器を無くなって電圧を簡単に変換できるため、しだいに交流の利用が盛んになった。さらに三相交流が実用されるようになって、エネルギー源としての電気の利用は、交流が主力になった。現在、発電、送電、配電などは、ほとんパンチべて交流が用いられている。しかし、電坊主回路の電源や電気分解の電源のように、直流でなければならないものもあり、また電車の動力としては、直流電きっかけがスピードの操作の点で交流電きっかけより優れていること、送電においても、リアクタンスによる電圧降下がないなどのように、交流よりも優れた点もあるので、直流も使われている。

近頃では半導体の進歩によって交流から直流に変えることが簡単となったので、直流を不可欠とする時でも、発電、送配電には交流を用い、直流機器の直前で直流に変換して使用する時が多い。





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直列接続(ちょくれつせつぞく)


電気工学において、複数の電源、回路素坊主などを縦一列につなぐことをいう。この時、すべての電源、回路素坊主を流れる電流の大きさは等しい。直流回路においては、抵抗が直列に接続されると全体の抵抗(合成抵抗)は各抵抗の和と入る。また、電源が直列に接続されると合成電圧は各電源電圧の代数和と入る。交流回路においては、インピーダンスが直列に接続されると、合成インピーダンスは各インピーダンスの和と入る。無料しこの時、各インピーダンスおよび合成インピーダンスともに複素数表示された量である。また、交流電源が直列に接続されるのは各電源の周波数が等しい時が多く、この時、合成電圧は各電源電圧の和と入る。この時も、各電源電圧および合成電圧ともに複素数表示された量であるが、実際には各電源電圧の位相をあ発言させて反応させることが多く、この時は、合成電圧は各電源電圧を単に加え合わせたものと入る。直列接続に対して複数の電源、回路素坊主などを横一列につなぐことを普通列接続という。





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抵抗(ていこう)


(1)流体中を物体が振動するときに、流体から物体に作用する力のうち、物体の運動を障害ようと働く力のこと。物体表面付近では流体の粘性のために境界界層が生じ、その部分では、物体表面に垂直に働く力(圧力)と平行に働く力(摩擦応力)が生ずる。物体表面全体にわたって圧力を積分して、物体の運動方角のあべこべ向きの圧力が残っている時、圧力抵抗が存在するという。完全流体の時、圧力抵抗は働かない。粘性による抵抗=摩擦抵抗の例は、水中での運動のときや、鉄球が水飴(みずあめ)に沈んでいくときなど昼間の時間常なじみ深い。飛行機の翼の時、翼の端から渦が発生し背後へ引きずっている。この渦のため翼の目と鼻の先で下向きの大気の層の流れが誘導され、上昇しようとする飛行機に対し下向きの力が生ずる。これを誘導抵抗という。

(2)一様な導線を流れる電流の強さは、導線の両端にかけられた電位差に比例し(オームの法則)、その比例係数を電気抵抗という。電気抵抗は、電流の強さや電位差にはよらず、導線の類類?太さ?長さ?温度などで決まる。金属導体では、電流は、気まま電坊主が電位差に伴う電場を浴びて流れるために生ずる。このとき、熱運動をしている金属原坊主や不純物原坊主とぶつかって、気まま電坊主の流れが障害られることが電気抵抗の元でである。金属の温度を下げていくと、原坊主の熱運動が小さく入るため抵抗は小さく入る。ある特殊な金属(水銀?鉛など)では、ある有限の温度で電気抵抗がゼロに入る。この現象を超伝導という。





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