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エネルギーの計測と物理概念

(2022/01/24)エネルギーの計測。この記事を書きながら、渦電流の技術概念を先にと思って、渦電流とは何か?を投稿した。

『積算電力計』が正しく『エネルギー』の消費量を計量している。電気量としてその『エネルギー』の使用分を電力会社に毎月支払っている。その『エネルギー』の意識が物理学理論には無い。不思議に思わないか?

(2022/05/28)追記。物理的概念としての『エネルギー』を理論で捉え、理論の基礎概念としているかをこの記事で問うのである。電気回路内の電線路で囲まれた空間を光速度で伝送されている『エネルギー』を認識しているかを問うのである。現代物理学理論の論理性があるかの根幹を問うのである。それは電線路の空間の単位長 1 [m] 当たりに流れている『エネルギー』の分布量を認識しているかを問うのである。決して『電圧』や『電流』という電気技術概念ではその自然現象としての『エネルギー』の認識は出来ないという意味である。ただ、一か月間の電気使用量として各電気需要家は電気料金として『エネルギー』の使用料を [KWH] の計量値に支払いをしている。その『エネルギー』の電線路の流れを物理学理論として認識する事が科学論の論理性として欠かせないという意味である。

空間の『エネルギー』。電気エネルギーや光エネルギーあるいは熱エネルギーなどは真空空間にも伝播し、実在する。

物理学理論で⦅エネルギー⦆と言えば、質量に関わる『エネルギー』で、運動エネルギーと位置エネルギーが学校でも教えられる。しかし、質量に関わらない空間の『エネルギー』については学校では教えられていない。その空間の『エネルギー』を科学技術で計測する事は不可能だ。光の空間伝播する『エネルギー』を測定できない。太陽光線の空間伝播の『エネルギー』を計測できない。電磁波の空間分布『エネルギー』を計測できない。科学では測定できないものは論議の対象にはなり難い。だから空間を伝播する『エネルギー』と言うものの実在認識が無いのだろう。

『エネルギー』の物理量としての計測。唯一科学技術で『エネルギー』の利用物理量を計測する方法が『積算電力計』([kWH])だろう。電力会社からの電気量の請求書に記されている[kWH]の量である。

1[kWH]=1000×1[J/s]×60×60[s]=3.6×10⁶ [J]

を基準量として物理量の『エネルギー』を計量している。

電気エネルギーQ[J]を商品として、商品の売買の経済の仕組みに成っている。決して自然界に存在しない『電子』の量を使っている訳ではない。電気需要家は電気の『エネルギー』を商品として買っているのだ。

積算電力計は各家庭の玄関に設置されている少し大きめのボックス型のメーターである。内部を観察すると、電気の使用時にはアルミの円盤が回転している。電力の時間積分値として計測しているのだ。『アラゴの円盤』と言う有名な物理現象を利用した『エネルギー』の計測器だ。勿論空間の『エネルギー』の計測ではないが、ジュール量[J]の取引量として計測している。光のhc/λ[J]の評価エネルギー量概念とは違って、正しく物理量の『エネルギー』の使用した絶対量を計測しているのだ。

電気回路の電力とは何ですか?

(2020/4/19)追記。この記事から3年が経った。電力工学と言いながら、3年前でも良く電力の意味が今ほど分かっていなかった。電磁界と空間エネルギー (2020/4/18) にオームの法則と電線路空間内を伝播する空間エネルギーとの関係を論じた。『電子』概念を否定して初めて電力と言う概念の意味が理解できたように思う。

電気回路を考える時、電圧、電流及び電力と言う技術概念量を思い描く。電力に関係して力率などの用語も使われる。電気製品にはその消費電力の定格値が示されている。電子レンジでチンする時に、電力500Wか600Wかで加熱時間が違う。少し専門的になると、電力にも有効電力と無効電力がある。更にもう少し専門的になるとpq理論では瞬時虚電力などと言う用語も使われる。日常生活に関係しているにも拘らず、考えて見ると電力と言う意味が結構難しい事のように思われる。消費するのは電力(エネルギーの時間微分)ではなくて『エネルギー』なのである。消費電力量と言う言葉でエネルギーを単位キロワットアワー[kWH]で計算して電気料金を払っている。誠に巧い電気技術計測法が確立している訳である。電力とその消費時間の積を『ワットアワーメータ』積算電力計(アラゴの円板の原理)で計るのである。電圧にも電流にも、その概念には『エネルギー』が見えない。何故『エネルギー』が伝送されるのか。『エネルギー』は何が運ぶのか。まさか『電子』が背負い籠に入れて運ぶ訳ではなかろう。その『エネルギー』の時間微分が電力だ。
[問答 電力とは何か?] 電力の意味を『エネルギー』との関係で、実際の電線路上に於いてどのように解釈すべきか?
『瞬時虚電力』の不思議を考えながら、先ずはその手始めの問題として取り上げた。