愉快な電気回路の仲間達

最近、電気物理とは何かと考える事が多くなった。電気技術回路理論と電気物理学は全く異なった研究対象分野であると思うから。そんな意味を電気回路で表現してみたくなった。先日、『先従隗始』の諺を見た。先ず自分から始めよと言う意味もあるようだ。無意味な回路にも意味があるかと思った。

エネルギー流は?エネルギー流は?

電源とランプ負荷の間に役にも立たない回路らしくない電線路を繋いで見た。何の為かと言うと、電気物理とは何かを考えてみたいと思ったからだ。物理とは物事の『理』を極める学問の領域であろうと思う。電気科学技術の『電流』や『電圧』の意味は電気物理学として極めるには、それがどのような実体を指すのか先ず理解することとなろう。自然現象は電気回路や宇宙の世界あるいは動植物の世界で、みんな異なった理論で解釈する様なものではない筈だ。それらを結び付ける物は日常生活の中の主役『光』しかなかろう。電気現象も「光速度」で光そのものと同じである。その中で、電気現象回路の特徴を挙げれば、空間に電気材料の主役として『銅』と『鉄』および『絶縁物質』で構成されたエネルギー利用機能設備となろう。科学技術はエネルギー利用効率を高め、無駄を省くのがその研究対象である。しかし、電気物理は理論を極める対象だから、大いに無駄な真逆の研究が重要であろう。そんな意味で上に挙げた回路が電気物理現象を考えるに良かろうかと思う。この回路を実際に実験してみたいものだか未だそこまで至っていない。ただ、天晴れーコイルと電圧とエネルギーの今年の実験結果があるから取り上げられる。

個性派珍回路機能要素 6個の回路要素を上げた。①はエナメル銅線を塊状に丸めて銅盤上に置いた回路(?)。この要素の電流と電圧はどんな具合に解釈すれば良いかと言う問答である。まず最初にこの回路を見てどう感じるかである。コイルとコンデンサの機能を思うか。そのエネルギーをどのように感じるか。コイルには磁束。コンデンサには電荷。そう解釈の糸口を考えるのが教科書の電気磁気学の常識的思考の基本である。その磁束と電界でエネルギーを表現できるか。②同軸ケーブルと言う。この回路要素をコンデンサと感じられるか。コイル要素は殆どなかろう。絶縁物、ジュートなどの材料で誘電率が変わりその分伝播速度の低下(光速度の低減)が起きる。電気エネルギーが誘電体内を伝播するからである。③直交型コイルとでも言えようか。二つのコイルが噛み合わされたものだ。このコイルは二つのコイル巻数を同じとして、最大巻き込んだら、その形状はどのようになるだろうか。直交のエネルギー流(磁束ではない)が回路機能に及ぼす作用はどのようになるか。④は磁気材料の鉄の意味を考える回路である。鉄は変圧器に欠かせない電力送配電設備の要の電気材料である。当然アンペアの法則で磁束を考えるであろう。鉄の筒の中に導線が通る訳だから、どこに磁束が通るかと考える。アンペアの法則によれば、銅線周りは磁束が強いが、少し離れれば、磁束は半径に反比例して減少することになっている。交流と直流では、導線からの半径に対する現象伝達速度から光速度の意味を加味しなければならないと言う意味の違いはあろう。そんな導線と鉄筒間の空間的関係も考慮すべきではあろうが、重要な視点として鉄の中でのエネルギーの貯蔵・放出をどのような現象として捉えれば良いかである。鉄の磁気特性に因りエネルギー損失の程度が変わろう。熱として放射されれば損失となる。それは変圧器の鉄心材料と同じ意味を持っていると解釈する。この回路は負荷回路ともなる。鉄心の発熱特性により負荷抵抗器ともなる。導線を鉄で被覆すれば。その発熱原理は電流のオームの法則とは違うことになる。あくまでも空間エネルギー伝播現象による解釈となる。その空間エネルギー伝播現象に対して、線路電圧のエネルギー分布が鉄によって遮蔽されることになるのか?それなら鉄の代わりに銅管の中に導線(銅管による遮蔽)を通したら、空間エネルギー分布はどうなるか。エネルギーはどこをどのように通るか。⑤銅板を貫通する。銅板とは絶縁貫通か一体形状かによって違いがあろう。空間エネルギー流に違いがある筈。⑥電気技術では決して採らない回路形式である。鉄板の渦電流で発熱するから。鉄板貫通部の発熱は間違いない。それは鉄がエネルギーを熱に変換する現象とみる。⑤の銅板では起きない現象が鉄板では起きる。それは鉄と銅の原子周期律表で、原子番号が3つ違うことに因る原子の違いが基になって起きる。鉄Feと銅Du に疑問を記した。

鉄と銅 電気機械の鉄と銅の比率でその特性に特徴が現れるようだ。その金属表面における空間エネルギーの境界の相互干渉現象のように思える。銅はエネルギーの内部侵入を避けて反射し、鉄は内部への吸収で、貯蔵する特性の違いを持っているように解釈できる。鉄の特徴である磁気特性とはどのような現象かが『問答』になろう。よく磁区と言う結晶構造で解釈される。それを磁束で理解しようとしても、磁束そのものが仮定の技術概念であるから、物理的意味を理解できないだろう。磁区に因る解釈が基本的には正しい筈だ。エネルギーの貯蔵形式を鉄金属の磁区に求めるなら、その結晶構造の軸性エネルギー回転流の保持機能として理解するより他には無いだろう。変圧器における鉄心への考察からの結論である。

鉄との関係回路要素④と⑥ この回路で何を考えるか。電気エネルギーの伝送状況あるいはその原理を考えたい。『電流は流れず』と唱えて来た。それは銅線の中を電子や電荷が通過するのではない事を唱えて来たのだ。電子がエネルギーを背負って負荷まで届ける訳ではなかろう。余りにも当たり前の事でありながら、何故電子が導線の中を流れて、負荷にエネルギーを運べると解釈するのか。そんな事は無理である。自然が単純な故に理解できない複雑性を表す現象を考えれば考える程、人間流な複雑性で理解しようと考える。確かに、原子力発電所で核燃料を燃やすと、その熱エネルギーが如何にも魔術に掛けたように、電気エネルギーと言う目に見えないエネルギーとして手元の届くのである。単純に考えれば、熱が送配電線路を通して何も違いの無いエネルギーとして科学技術の御蔭で利用しているだけなのである。電気も熱も同じものなのである。だから雷も水蒸気の熱エネルギーが原因なのである。とそんなことを踏まえて、鉄の吸収するエネルギーの仕組みを考えて見ようか。遠隔作用と近接作用の事でもある。銅の金属導体はエネルギーを反射するあるいは受け入れない。しかし導体と言う意味のようにエネルギーを導く金属体の性質がある。導体表面近傍のエネルギー密度が高いが、内部には殆ど侵入できない。だから熱損失(変換)は少ない。それは銅金属の原子的構造が持つ特性であろうが、その構造的な意味の原理は分からない。それに対して、鉄は金属結晶構造の磁区と言う空間構造がエネルギー流の侵入を磁区の回転エネルギーとして受け入れやすい特性を持っていると解釈する。原子結晶構造の空間的構造がそれを可能とする。磁石の磁化はその保持エネルギーの回転流を表面の空間に影響を及ぼし、それが磁石の特性となる。少し話が逸れた。もし導線内に電子が流れて・・と言うような解釈をするなら、その電子が何故遠隔作用で離れた部位に磁束のようなエネルギーを造り得ると考えるのか(アンペアの法則?)。電子にはそんなエネルギーを背負っている訳ではないが、複雑に仮定概念を組み合わせて、解釈するのが電気理論である。電流と電圧とは何かを、その物理的意味を追究するより他には理解の道は無い。ここに述べた事は、数学的理解力がない自分の自然解釈の方法でもある。

電気回路要素Lの機能とエネルギー感覚 コンデンサ型配線の・・ 電気の眞相(3)-電圧と負荷ー

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