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モーター駆動力 と エネルギー流

電動機の威力に改めて気付いた。

電気機器として電気工学の重要な分野でもある。

今回気付いた事がある。科学技術で駆動力を発揮するものにはいろいろある。その中で、モーターは力を掛けるに、駆動対象に全く接触していない。非接触で力を掛ける手法は他にどの様なものが在るだろうか。水車や風車も水や風と言う物を接触させてその力学的原理を使っていることが分かる。しかし、モーターは何も接触する力を掛けるものが無い。ただ狭い空間が有るだけで、回転運動の駆動力を掛ける物が観えない。『遠隔作用力』と言う用語は有るが、その具体的物理現象を知らない。万有引力がその例には成るだろうが、その力を生活利用する技術は無い。位置のエネルギーを利用はしているが、遠隔作用ではない。

電動機動作原理として『フレミングの左手の法則』がある。磁場内で、導体に電流を流せば、その導体に力が掛かる。磁場の磁束密度ベクトルB[Wb/m²]と電流ベクトルI [A]とのベクトル積として力ベクトル F[N] が定義され、解釈されてきた。

F = [ B × I ] l [(HJ)^1/2^ /m²×(J/H)^1/2^m = J/m=N]

と言う力の発生原理で解釈されている。ただし、電流の流れる、力の掛かる電線の長さを l[m]とする。この解釈は電気理論の伝統的な電流や磁束密度によるものである。とても良く捉えた、分かり易く、覚えやすい解釈原理で、有用な法則である。科学技術理論としてはとても優れた解釈法である。

しかし、『電子』や『電荷』がこの自然世界に実在しない、人の解釈仮想概念だとしたら、自然現象としてのモーターの駆動原理をどう捉えれば良いかと言う新たな疑問が生起する。

2極モーターの例。固定子巻線による回転磁極(青色のNS極)がある。その磁極により、ギャップ空間に青い軸性エネルギー流が発生する。フレミングの右手の法則で、回転子の籠型導線に電流が流れ、その電流により、回転子によるギャップ空間に赤色の軸性エネルギー流が発生する。概略図の様なそれぞれ4か所に『エネルギー』の流れが生じる。固定子と回転子によって発生する『エネルギー流』の二つは消去し合い、他の2か所は『エネルギー流』を強め合う。目に見えないギャップ空間の『エネルギー流』の間の近接作用力がモーター駆動力の原理である。

上の様な解釈をする訳は?

モーターの非接触力はどの様な物理現象によって生まれるのかと考えざるを得ない。その解釈法を上のモーターの構造の断面で示そう。

電磁エネルギーと言う用語がある。電気と磁気と言う二つの解釈概念がある。電気は『電荷』があって、その流れる量の解釈概念で、『電流』がある。その『電流』に因って空間に発生する『磁束』と言う概念が造られる。その『磁束』に関する現象を『磁気』と捉えるようだ。電気と磁気を纏めて電磁気と言う。それを纏めて、混合した空間に在る『エネルギー』を『電磁エネルギー』と言うと解釈して良かろう。

モーターが非接触力の駆動力原理に因るのか。フレミングの法則は、磁束密度と電流概念に因る、少し不明確な遠隔作用力かと思わせるものがある。

温暖化による災害で、水の流れも、暴風や竜巻の破壊力も空気中に含まれる水蒸気密度の増加による、接触の近接作用力である。非接触力がモーターの原理とは考え難い。モーターの固定子と回転子の間の狭いギャップ空間に『何か』が在って、それが回転子を回転させる接触作用による駆動力がそのモーター動作現象の原理である。

軸性エネルギー流が磁気現象の本質である。マグネットの磁力の原因である。モーターも同じ自然現象の技術応用原理によるものだ。その関係を図に示したのが上の構造図だ。『エネルギー流』と記した部分の空間が軸性エネルギー流の強め合う重畳部になる。フレミングの法則の解釈と矛盾せず、上手く整合している。

電磁エネルギー流は『静電界は磁界を伴う』(1987年電気学会全国大会)の発表予稿の解釈の原点でもある。電気と磁気とは同じ現象の解釈する仕方の問題でしかない。空間の『エネルギー』の見方でしかない。それはそのまえがきに記した意味である。