04.エネルギー化学

🔚 ◇ エネルギー化学 Web Class syllabus 53209 📆 水 🕥10:30- 🕛12:00 （暦）仮想教室中示範B C1 zero zoom 講義ノート

キカイダーには良心回路が装備されていたというが、どんな回路だったのだろうか？

図 1 . デジタル式回路計（テスター）による電圧の測定の仕方
化学実験Ⅰ エネルギー化学 ^1

)

水を電気を使わらずに酸素と水素に分解するとしたら、どのような方法が考えられるか？またそのときどのような課題を解決しなければならないか？

電気用図記号と回路図

電気用図記号と回路図の書き方

電気回路図の記号は電気用図記号は JISで定められており、考えたところでもムダなので、読み書きを練習して慣れるしかありません。

電池、結線、スイッチ、電球、電気抵抗、コンデンサ、コイル、電圧計、電流計、検流計などは最低限覚えましょう。

Z. ⑧おもな電気用図記号, ⑤
小林一也. 工業技術基礎 . 実教出版,2002-2-20 （参照 2021-5-18 ） .
Z. ⑨おもな構内電気設備の配線用図記号, ⑥
小林一也. 工業技術基礎 . 実教出版,2002-2-20 （参照 2021-5-18 ） .

電気用図記号と回路図の書き方を復習しておこう。

✏ 平常演習

？電気用図記号や配線用図記号を描いてみよう

物質量n〔mol〕と電気量n〔C〕は比例します。これをファラデーの電気分解の法則と言います。比例定数はファラデー定数F＝96485.3415〔C/mol〕です。

ファラデーの法則を使って電気量を測る装置をクーロメーターと言います ^3

) 。

銅クーロメータの実験の回路図を電気用図面を使って書いてみよう。

回路計・オシロスコープの基礎知識

図デジタルマルチメータの使い方（検索）

電流

回路計・オシロスコープの基礎知識

表 1 . 回路計・オシロスコープ

装置	アナログ式	デジタル式

回路計	電圧、電流、抵抗を測定できる。対象にテスト棒（プローブ）を接触させる。量は指針の角度（長さ）に変換される。目盛板があり、指針から値を読み取る。	目盛りは数字で表示される。量はＡＤ変換によりデジタル情報に変換される。仕様で、入力インピーダンス、レンジ、分解能、測定精度、確度などを確認すること * 。
オシロスコープ

回路計の選び方。アナログ式回路計とディジタル式回路計があります ^4

) 。入力インピーダンスはできるだけ高いものをを選びましょう。ディジタル式回路計の例です。電圧、電流、電気抵抗、周波数などが測定できます。電流計として使うときは、回路に直列に挿入して使うのが原則ですが、初心者が回路に並列に入れて破損してしまうことが多いせいか、低価格帯のディジタル式回路計では電流測定機能のついていないものもありますので、購入時は注意しましょう。

１１円電池

コイン電池を作って、そのの電圧を測ってみよう。

てのひらに、１０円と１円をのせれば、電気化学の三要素がそろって、電池になります。デジタル式回路計で、電圧を測定すると、０ではありません。これが電池の起電力です。電流が流れていないにもかかわらず電圧があるのです。電池では、電流と電圧が、そのまま比例しません。電池は単なる電気抵抗ではないのです。化学反応が電気を起こしているのです。１１円電池は、ガルバニ電池と言っていいでしょう。

回路計で測れる物理量

表 2 . 回路計で測れる物理量
物理量	単位	備考

電圧 `V`	V	乾電池の開回路電圧は1.65V。乾電池の公称電圧は1.5V。ダニエル電池の起電力は、1.1V 水の理論分解電圧は1.23V。
電流 `I`	A	豆電球の電流は 0.5A。ぽちっと光ったＬＥＤの電流は1mA。電流密度＝電流÷電極面積 $I = \frac{ⅆ Q}{ⅆ t}$
時間 `t`	s
電気量 `Q`	C	$Q = \int I ⅆ t$ 電気エネルギーは電気量×電圧
電気抵抗 `R`	Ω	$R = \frac{ⅆ V}{ⅆ I}$ , $V = R I$
静電容量 `C`	F	$C = \frac{ⅆ Q}{ⅆ V}$ , $V = \frac{1}{C} \int I ⅆ t$
インダクタンス `L`	H	$L = \frac{V}{\frac{ⅆ I}{ⅆ t}}$ , $V = L \frac{ⅆ I}{ⅆ t}$

※数式 ※ 電気にまつわる量

電気エネルギー

エネルギー〔 Wh(ワットアワー) 〕＝示強変数×示量変数

電気エネルギー（電力量）〔Wh〕＝電圧〔V〕× ◇電気量〔 Ah(アンペアアワー) 〕

電気エネルギー〔Wh〕＝電圧〔V〕× ◇電流〔 A(アンペア) 〕×時間〔h〕

電気エネルギー〔Wh〕＝電力〔 W(ワット) 〕×時間〔h〕

ポテンショメーター

米沢高等工業学校本館の電気・通信科展示室（教室）に電位差計があります。

電池の起電力を簡単に測るには、ディジタル回路計を使う方法があります。ただその場合、ディジタル回路計の入力インピーダンスによっては測定誤差が大きくなるので、電極電位を測定するには電位差計を使います。電位差計は原理的にもっとも正しいのですが、現在では電子回路を使って同等の性能を示すエレクトロメーターをうのが一般的です。エレクトロメーターは、ポテンショスタットの機能として実装されていることが多いです。

ピカッとさいえんす「宇宙へ行った電池」

山下省蔵, 工業技術基礎 ,実教出版 , 直流・交流回路の基礎知識 , p.111, (2013).

時間とともに向きと大きさが変わる電流を交流といいます。交流の大きさを表す方法にはピークトゥピークや実効値があります。回路計に表示される交流電圧は実効値です。