2009/04/20
電験三種取得講座 機械（電気応用）
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今週は機械「電気応用」に関する情報です。
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☆★☆★☆★ 電験三種を取得しよう！ Vol.015 ☆★☆★☆★
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こんにちは！
機械分野において、実務に近い電気応用についてです。
過去問題を分析しても、基本的事項について求められるケースが多く、簡単な公式
に、与えられた数値を当てはめればとくことができる場合もあります。
それでは、早速、電気応用について学んでいきましょう。
１．回転体の運動特性
（１）慣性モーメント
回転体の慣性モーメントJ（ｋｇ・m2（平方メートル））は
J=Gr2（ｒの２乗）＝GD２（Dの二乗）/4
G:回転体の質量（ｋｇ）
ｒ：回転体の半径（ｍ）＜D=２ｒ＞
GD2（ジーディースクエア）をはずみ車効果といいます。Jが大きいと、始動
や急停止は難しいが、エネルギーを維持させようとする働きには好都合です。
（２）運動エネルギー
回転体の運動エネルギーをW（J）とすると、
W（J：ジュール）=ω２（二乗）・J/２で求めることができます。
ωは、回転体の角速度
Jは回転体の慣性モーメントです。
運動エネルギーの式は、よく出題されます。特に、数値だけ与えられて、
当てはめていけば解けるといった
問題も出題されますので、十分覚えておいてください。
応用編として、回転数が変わった場合のエネルギーの増減について問われる場合が
ありますが、一つひとつ解いていけば、解けない問題ではありませんね。
２．各種機器の出力計算
与えられた数値を当てはめて解く・・・まさに、これらの機器における出力計算が
該当するでしょう。
その際に注意することは、効率と単位です。
揚水ポンプの場合、与えられた効率で割ること、また、単位においては、ｋｗな
のか単なるｗなのかしっかり確認しましょう。それでは、各機器の出力計算の
公式を覚えていきましょう。
（１）揚水ポンプの所要出力
P=９．８QHｋ/η ※単位は割愛させていただきますので、各自お持ちの
テキスト 等で確認してください。
Q：流量
H：揚程（ポンプで液体を汲み上げることのできる高さ）
ｋ：余裕度（実際には計算しなければなりませんが、三種試験では与えられない
場合があります）
η：効率
（２）送風機の所要出力
P=９．８QHｋ/η
Q：風量
H：風圧
ｋ：余裕度
η：効率
基本公式は、揚水ポンプと一緒ですね。
（３）巻上機の所要出力
P=９．８KVW/η
V：巻上げ速度
W：巻上げ荷重
ｋ：余裕度
η：効率
いずれの公式においても９．８が入っていますね。重力に逆らって持ち上げること
を意味しています。
３．照明と照度計算
（１） 照明
○光束：人の視覚で光と感じる量。単位はｌｍ：ルーメン
○光度：光の明るさの度合い。単位はｃｄ：カンデラ
○輝度：単位面積当たりの光の明るさの度合い。単位ｃｄ/2（平方メートル）
○照度：被照射面の明るさの度合い。単位ｌｘ
○光束発散度：発光面や反射面の単位面積当たりから発散する光束。単位ｌｍ/2
（平方メートル）
（２）光源
発光の仕方は、次の２つに分けられる。
○温度放射 ステファン・ボルツマンの法則 （単位表面積から放射するエネル
ギーは、黒体表面の絶対温度の４乗に比例するという法則。出題の可能性は高い）
○ルミネセンス
（３）波長
目に見える光を可視光といい、可視光の波長は、３８０〜７６０nm（ナノメート ル）である。出題頻度は高いので覚えておいてください。
（４）色温度
光源はその種類によって発行色が異なります。電球のように赤みがかった光の
色温度は低く、青白いほど高い。一見、赤みがかっているほうが、色温度が高
そうであるが、間違えないようにすること。
（５）演色性
色の見え方に対する性質。太陽光での色の見え方に近いほど、演色性が良い光源
であるといえる。
（６）種類
○白熱電球
○蛍光ランプ
○高圧水銀ランプ
○ナトリウムランプ
○メタルハライドランプ
○キセノンランプ
まず、これらの電球がどこに使われるのか、何故使われるのか、考えていただき
たい。設置されには、それなりの根拠がある。上記に挙げた以外では、ＬＥＤ
ランプなど使われるようになってきている。
（７）照度計算
照度計算をするためには、下記の考え方がある。ここでは、詳しい計算式について
説明は割愛させていただくが、テキスト等で確認しておいてください。
○点光源による照度
○線光源による照度
○室内の平均照度
Ｅ(lx)＝ＦＵＭＮ/A
「ＬＸ（ルックス）には、ＦＵＭＮ（不満の面も）Ａ（ある）」と覚えると楽！
Ｅ：照度 Ｆ：光束 Ｕ：照明率 Ｍ：保守率 Ｎ：個数 Ａ：面積
室指数＝ＸＹ/H(X+Y) Ｘ：室の縦の長さ Ｙ：室の横の長さ Ｈ：光源の高さ
室内の照度計算では、よく使用される式です。覚えましょう。
４．電気加熱
電気加熱では、加熱方式の種類をあげておきます。
○アーク加熱
○誘電過熱
○誘導加熱
○抵抗過熱
５．電気化学
（１）ファラデーの法則
「析出する物質の量Ｗ（ｇ）は、電界液を通過する電気量Ｑ（Ｃ）と析出した物質の化学当量に比例する」
析出する物質の量を求める問題や、電気量を求める問題が出題されます。原理を覚えておいてください。
（２）蓄電池
○乾電池
○蓄電池
○鉛蓄電池
○アルカリ蓄電池
○リチウム二次電池
蓄電池の利用範囲は広い、特に分散電源としての活用は今後広まっていくものと
考える。
○燃料電池（燃料の化学変化を利用）
○太陽電池（太陽の光エネルギーを利用）
電気応用は、問題で与えられた数値を公式に当てはめるだけで解答を、導き出せる
場合が多い。
言ってみれば、基礎的な知識を問われる問題であるともいえる。
電気“応用”というだけで拒絶しないで、絶対に点数をかせげる分野であると
考え、粘り強く学習しよう。
次回は、法規「静電誘導・電磁誘導等」です。
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