電気– 電気の『なぜ？』 –

並列回路は、各枝に同じ電圧を与えながら電流を分配できる基本回路です。分流、合成抵抗、キルヒホッフの法則、家庭配線、電力分配、故障時の独立性まで、並列回路が重要な理由を解説します。

静電気の起こりやすさは、材料の組み合わせだけでなく、接触面積、分離速度、湿度、表面状態、接地条件などで変わります。絶縁体と導体の違い、乾燥時に帯電しやすい理由まで比較して解説します。

発電は、機械・熱・光・化学などのエネルギーを電気エネルギーへ変換する仕組みです。電磁誘導、発電機、水力・火力・風力、太陽光発電、効率、送電まで、発電が電気の理解に重要な理由を解説します。

導体でも電気の流しやすさは同じではありません。抵抗率・導電率、温度、不純物、合金組成、電子散乱、長さや太さなどの違いから、銅や合金など導体の性質を比較して解説します。

電力は、単位時間あたりに移動・変換される電気エネルギーを表す基本量です。P＝VI、ワットとkWhの違い、発熱、家電、交流の力率、発電・送電まで、電力が重要な理由を解説します。

絶縁体の性能は材料だけでなく、温度・湿度・表面汚損・厚さ・経年劣化などで変わります。抵抗率、誘電率、誘電損失、絶縁破壊強度を分けて比較し、違いが生じる理由を解説します。

導線に電圧をかけると、内部に電場が生じ、自由電荷の平均的なドリフトが電流になります。電流の定義、自由電子、電流方向、ドリフト速度、抵抗、信号伝播まで、電流が成り立つ仕組みを解説します。

直列回路では各部品に同じ電流が流れますが、その電流値や分圧は抵抗値、材料、温度、電源の内部抵抗などで変わります。不変の構造則と条件で変わる数値を分けて解説します。

電圧は二点間の単位電荷あたりのエネルギー差です。電位差と電場の関係、電池が電圧を作る仕組み、起電力、内部抵抗、電圧降下まで、電圧が成り立つ仕組みを解説します。

並列回路では各枝の電圧は同じでも、枝電流や総電流は抵抗値、材料、温度、負荷数、電源内部抵抗、配線条件などで変わります。不変の構造則と条件で変わる数値を分けて解説します。