大学教育の質の保証・向上ならびに 電子化及びオープンアクセスの推進の観点から 学校教育法第百十三条に基づき、 教育研究活動の状況を公表しています。
第百十三条 大学は、教育研究の成果の普及及び活用の促進に資するため、その教育研究活動の状況を公表するものとする。
A.
A.熱は温度差がなければエネルギーとしては使えないため、エネルギー変換における最終形態である。そのため、熱エネルギーから運動エネルギーに変換した場合、余剰分の熱を他の機関に再利用する複合サイクルによってどうにか効率を上げている。 熱はどうしても発生する物で、送電するだけでも電力の一部が導電線から熱となって放出される。この場合電圧を上げて電流を減らすと熱損失が減る。 導電線としてVFFビニルコードについて調べた。外側は塩化ビニル樹脂、導線は軟銅より線を用いている。導体抵抗36.7Ω/km、断面積0.5mm^2。
A.電力ケーブルを6600ボルト難着雪型水密架橋ポリエチレン絶縁電線(SSW-OC)の公称断面積150平方ミリメートルのもの、家電機器を68キロワットの洗濯機として他は例と同じ条件で考える。 SSW-OCは銅線なので例と同じように考え、銅の摂氏0度の1キロメートル当たりの電気抵抗は0.155オーム毎キロメートルである。これはカタログスペックに記載された摂氏20度の値0.126オーム毎キロメートル(※)と大きな違いがないことが分かる。 洗濯機の使用によって架空電線を流れる電流は68キロワットを6.6キロボルトで割って、およそ10アンペアである。架空電線の電気抵抗は(※)に距離を掛けて0.630オームとなる。発熱は電気抵抗に電流の二乗を掛けて63ワット、したがって洗濯機を1時間使った場合のエネルギー損失は63キロワットと分かる。
A.VFFビニル平形コードは軟銅より線で導体抵抗が1.55×10-8Ω?m 。これを100mm^2つかうと0.155Ω/km。 液晶テレビの消費電力はおよそ0.5kW。0.5/6.6kv = 0.075A. 0.187Ω/km * 5km=0.935Ω。0.935Ω * 0.075^2=0.0010. よって1mW
A.再話) 熱エネルギーの利用は温度差が必要である。発電効率を上げるための技術としてコンバインドサイクルがあるが、一つの熱機関として効率を上げる方法としては温度差を大きくする必要がある。温度差を大きくするには周囲を冷やす方法と内部をもっと高温にする方法があるが、周囲を冷やすには限度があるため、内部をより高温にすることが現実的である。 また、送電ロスを減らす方法としては電圧を上げて電流を下げるという方法がある。 復習)授業のメインテーマとは少し離れるが、熱機関自体の効率を上げる方法ではなく、熱エネルギーを無駄にしないための技術としてコンバインドサイクルという技術があることを知り興味を持った。そこでコンバインドサイクルについて調べた。コンバインドサイクルは、ガスタービンと蒸気タービンを組み合わせた二重の発電方式であり、最初に圧縮空気の中で燃料を燃やし、ガスを発生させて、その圧力でガスタービンを回し、発電を行う。
A.【講義の再話】 物質というのは温度や圧力によって異なる形態を示し、物質が固体、液体、気体、超臨界流体のいずれの状態を示した図を状態図という。分子結晶は昇華しやすく、イオン結晶は融点や沸点が高い特徴がある。金属や絶縁体など素材の性質によって電気伝導性が異なることからそれぞれの特性をよく理解し、それに適した対応をすることが重要である。 【発表の要旨】 演題: グループ名:レンジ グループに属した人:横浜和司,飯塚琢朗,中島健太,佐藤雅季,栗原大翔,津嶋励野 役割: 送電線の抵抗によるエネルギーの損失について計算するため、架空送電線と仮定し、その材質を調べ、物性値から電力ケーブルのスペックに大きな食い違いがないことを確かめたうえで電子連枝を取り挙げ、送電経路と仮定し、この時の1kWhに対するエネルギー損失を求めた。 【復習の内容】 わたしたちのグループでは架空送電線を選んだ。架空送電線には鋼心アルミより線、鋼心耐熱アルミ合金より線、鋼心イ号アルミ合金より線、アルミ覆インバー心超耐熱または特別耐熱アルミ合金より線、イ号アルミ合金より線、硬銅より線という様々な種類があり、そのほとんどにアルミが材質として使用されていることが分かった。 米沢変電所では275kVで送電されきた電力を6.6kVに変圧して市街地に配電されている。そこで、米沢変電所から米沢東高等学校までの電子ケーブルとして屋外架空送電線の6.6kVCVT 公称断面積100㎜?の仕上外径が57.0㎜となるものを選んだ。 この架空送電線は銅線であるため、銅0℃での抵抗率が1.55×10??Ω・mであることからサイズ100㎜?のものを使用すると1㎞あたり0.155Ω/㎞となる。これは記載されたスペック、20℃時の最大導体抵抗0.187Ω/㎞と大差ないことが分かった。 家電機器として私たちのグループでは電子レンジを取り上げた。電子レンジは一般的に定格高周波出力から消費電力は500Wのとき約1kW、1000Wのとき約1.5kW消費している。1kWを6.6kVで割ると、電子レンジの使用によって架空送電線を流れる電流は0.15Aとなる。 米沢変電所から米沢東高等学校まで約6.5㎞あることから、0.187Ω/km を使うと架空送電線の電気抵抗は6.5㎞×0.187Ω/km=1.216Ω。発熱量は電気抵抗に電流の二乗をかければよいので1.216Ω×0.15A?=0.027W=27mW。1kWhに対するエネルギー損失はおよそ27mWhと推定できる。これはスマホ1回の充電で蓄えられるエネルギーを4Whとして50回程度通話できるとすると、通話1回分程度のエネルギーが失われたこととなる。
A.米沢変電所では、275kVで送電されてきた電力を、6.6kVに変圧して市街地に配電する。そこで、米沢変電所から、米沢キャンパスまでの電力ケーブルとして、屋外の架空配電線として6600V CVTの公称断面積100mm2のものを選んだ。 6600V CVTは銅線なので、銅の0℃での抵抗率は、1.55×10-8Ω?mであるから、公称断面積100mm2を使うと 1kmあたりの電気抵抗は、0.155Ω/kmとなる。これは、カタログスペックに記載された20度の値0.187Ω/kmと大きな違いはない。 家電機器として扇風機を選ぶとする。その消費電力は一般的に30W程度であるといわれている。電力は大まかに電流×電圧である。30Wを6.6kVで割ると、扇風機によって架空配電線を流れる電流は0.0045Aとなる。 米沢変電所から自宅アパートまで、約6kmであるから、0.187Ω/kmを使うと、架空配電線の電気抵抗は6km×0.187Ω/km=1.122Ω。発熱は電気抵抗に電流の二乗をかければ良いから、1.122Ω×0.0045A×0.0045A=0.000023W=23μW。1kWhに対するエネルギー損失は、およそ23μWhと推定される。
A.【講義の再話】 送電伴う電力ロスについて学びました。 【発表の要旨】 電力ケーブルを選び、どのくらいの電力ロスがあるのかを計算しました。 【復習の内容】 電力ケーブルとして、600V CVT38?のものを選んだ。600V CVT38?は銅線なので、銅の0℃での低効率は、1.55×10-8Ω?mであるから、公称面積38?を使うと、1km当たりの電気抵抗は、0.41Ω/kmとなる。これは、カタログスペックに記載された20℃の値0.491Ω/kmと大きな違いはない。米沢変電所から米沢キャンパスまでおよそ5kmであるから、0.41Ω/kmを使うと、架空配電線の電気抵抗は2.05Ωとなる。家電製品として掃除機を選んだ。その消費電力はおよそ1kWである。1kWを0.6kVで割ると、掃除機の使用によって架空配電線を流れる電流は、1.6Aとなる。発熱は5.248W。1kWhに対するエネルギー損失は、およそ5.248Wと推定される。
A.エネルギー変換 熱=伝える+伝えない 温度差がないと使えない 発電効率を上げるためには水温を下げるor火力を上げる 導電率ジーメンス(S/m) グループ活動の写真を撮り忘れてしまいました。(グループ活動には参加しました) アルミ抵抗線の場合、2.5×10-?Ωm 公称断面積100m?を使うと1kmあたり0.25Ω/km、アルミ20℃で0.15Ω/kmとなる。 ここで、冷蔵庫の消費電力は250w=0.25kwのため、0.25/6.6=0.0378Aとなる。
A.
A.講義の再話 熱には温度差によって使用できる熱と廃棄熱がある。 物体の抵抗を示す物性値は抵抗りつであり単位はΩmである。ナノ粒子や薄膜など小さすぎると物性値がずれてしまう。 発表の要旨 送電に伴う電力ロス 滝口裕也、?橋俊亮 アルミニウムの架空配電線の抵抗を計算すると0.263Ω/kmである。変電所からの距離が5kmの場合、発熱は59mAである。 復習の内容 話し合ったことをまとめた。他の素材や電力ケーブルの場合で比較した。
A.・材料の電気伝導について学んだ。 ・送電に伴う電力ロスについて調べた ・今回選んだケーブルは架空配電線で6600V CVTです。 選んだ家電はIH調理器です。 米沢変電所から自宅までの距離は約4kmで、銅0℃での抵抗率は、1.55×10-8Ω?mであるから、公称断面積100mm2を使うと 1kmあたりの電気抵抗は、0.155Ω/kmです。 卓上IHの消費電力は1.4kWなので、これを6.6kVで割る。すると、卓上IHの使用によって架空配電線を流れる電流は0.21Aとなる。 架空配電線の電気抵抗は 4km×0.187Ω/km=0.748Ω 発熱は電気抵抗に電流の二乗をかければよいから、0.748Ω×0.21A×0.21A=33mW。 これは小型のLEDライト点灯10回分に相当する電力です。
A.私が家電として選んだのは800Wの電子レンジです。800を6.6kVで割ると架空配電線の流れる電流は0.12Aとなります。米沢変電所から山大までおおよそ5kmのため、0.187Ω/kmを使うと電気抵抗は0.935Ωとなります。よって、1kWhでのエネルギー損失は13mWhと考えられます。
A.変電所から自宅までの距離を5.7kmとして米沢変電所から自宅までの電力損失を考える。米沢変電所では275kVを66kVに変圧しており、電線の規格は6600V CVT、公称断面積は100mm^2とする。銅の20℃における抵抗率は1.72×10^-8Ω・mであるので公称断面積100mm^2より1km当たりの電気抵抗は0.172Ω/kmとなる。ここで、テレビの消費電力を50Wとすると、架空配電線を流れる電流は0.05/6600より7.6mAとなる。米沢変電所から自宅まで5.7kmとして電気抵抗を求めると0.172×5.7より0.980Ω。よって、発熱は0.980×0.0076^2より0.0566mWとなる。
A.化学結合の種類から電気伝導の違いを学びました。 架空配電線を選びました。 材質から電力ロスを求め書き出した。
A.再話:熱を扱っていく。熱には温度差によって使用できる熱と廃棄熱がある。金属、半導体の違いや、電気の流しやすさに関わる因子として導電率、濃度を学んだ。物質が、固体、液体、気体、超臨界状態のいずれかの状態を示した図を状態図といい、イオン結晶は融点や沸点が高い。 発表の要旨 題材:送電に伴う電力ロス メンバー:?根澤颯太、川口倖明、川前勇斗、斎藤里奈、丹泉まい チーム名:左後ろ 役職:調査 復習の内容:地中送電線 地中送電線に使用されている材質は架橋ポリエチレンであることが分かるので、架橋ポリエチレンについて調査した。 体積抵抗率は1×10*18Ω・cmであった。これを1kmあたりで表すと1×10*27Ω/kmとなった。 家電の例として電子レンジを調査した。500w使用した際、1000wh=1kwhs使用することが分かったので、1kw/6.6kV=0.15Aであることがわかり、地中送電線を流れる電流は0. 15Aとなった。
A.
A.[発表の要旨] 架空配電線を選んだ。材質は、裸硬銅より線である。抵抗率は、1.55×10^-8Ω・mである。銅線は6600V CVTである。 ヘアアイロンの消費電力は50Whである。したがって、ヘアアイロンの使用によって流れる電流は0.00758Aであることがわかった。
A.架空送電線 中心は亜鉛めっきの鉄で周りにアルミニウムで構成されている。抵抗値は2.75×10??Ω/mであり、公称断面積100mm?を使うと1kmあたりの電気抵抗は0.275Ω/㎞となる。家電機器としてアイロンを選んだ。消費電力は1200Wであるから、架空送電線を流れる電流は、 1.2÷6.6=0.1818…≒0.18A となる。米沢変電所から米沢キャンパスまで、5Kmであるから架空送電線の電気抵抗は、 5×0.275=1.375Ω となる。1kWhに対するエネルギー損失は、 1.375×0.18?=0.04455≒45mW となる。これは、スマホ1回分の充電で蓄えられるエネルギー4Whとして、50回程度通話できるとすると、通話2回分程度のエネルギーが損失している。
A.エネルギーと物質について学んだ。エネルギーには多くの種類があることが分かった。また、材料も様々な分類に分けられることが分かった。 送電に伴う電力ロスについて、架空送電線を選択し議論した。電子レンジで考えると、エネルギー損失は36mwhであることが求められた。
A.架空配電線について調べた。 材料:鍋心アルミより線、裸硬銅より線 エネルギー損失: 授業資料より、 6600V CVTの公称断面積100mm2 銅の抵抗率1.55x10^-8s・mより、公称断面積100mm2を使うと1kmあたりの電気抵抗は、 0.1558/km ヘアアイロンを使用した場合、消費電力はおよそ 50wh=0.05kwh ヘアアイロンの使用によって架空配電線を流れる電流は7.58x10^-3Aとなる。 米沢変電所から自宅まで、およそ4kmであり、カタログスペックに記載された20度の値0.187s/kmを使うと、架空配電 線の電気抵抗は4kmx0.1873/km=0.748g。発熱は0.7488x0.15A^2=0.01683W=17mw。 1kwhに対するエネルギー損失は、およそ17mwhである。
A.電気ストーブの消費電力1200W=1.2mW 1.2kwを6.6kvで割ると0.181818…Aとなる。 電気ストーブの使用によって架空配電線を流れる電流は0.18Aとなる。電力ケーブルは架空配電線を選んだ。材質は銅であり、物性値から電力ケーブルのスペックに食い違いはなかった。 1km先の家と仮定すると、電気抵抗が1km×0.187Ω/km=0.187Ω。発熱は電気抵抗に電流の2乗をかければ良いから0.187×0.18^2=0.0060588…W=6.0588mW。 これがエネルギー損失である。
A.
A.【講義の再話】 送電ロスを防ぐことができる電気伝導度が良いのは、銀、金、銅、アルミなど。 【発表の要旨】 演題「送電に伴う電力ロス」、グループ名「アルミ」、共著者名「富樫聖斗、滋野玲音、新井駆、出澤一馬、小池哲太」、自身の役割「調査」 グループでは架空配電線を選択し、導体については硬アルミ線を採用した。アルミニウム抵抗線の抵抗と公称断面積を用いて求めた結果、カタログスペックと大差ないことを確認した。また、冷蔵庫を採用して、1kWhあたりのエネルギー損失について求めた。 【復習の内容】 ●選んだ電力ケーブル:架空配電線 選んだ架空配電線の材質は硬アルミ線であった。 米沢変電所から米沢キャンパスのケーブルとして、架空配電線6600 V CVTの公称断面積100ミリ平方メートルのものを選んだ。米沢変電所では275kVで送電されてきた電力を6.6kVに変圧して配電している。 ケーブルの材質はアルミ線であることから、0℃のアルミの抵抗率を調べると、2.5×10^(-8)Ω・mであることがわかった。公称断面積100ミリ平方メートルのものを選んだので、1kmあたりの電気抵抗は、0.25Ω/kmと求めることができる。これは、カタログスペックに記載された20度の値0.15Ω/kmと大きな食い違いがないことが確かめられる。 ●選んだ家電機器:冷蔵庫 冷蔵庫の消費電力はおよそ0.25kWである。0.25Wを6.6kVで割ると、流れる電流は、0.038Aとなる。米沢変電所から米沢キャンパスまでは約5kmであるので、0.15Ω/kmのものを使うと、架空配電線の電気抵抗は、5×0.15=0.75Ωとなる。発熱は、0.75×(0.038)^2=1.083×10^(-3)W=1.083mWと計算することができる。 以上のことから、硬アルミ線ケーブルでの配電による、1kWhでのエネルギー損失は1.083mWであると計算することができた。
A.私たちのグループでは、架空配電線について調べた。私は、反対に地中配電線について調べようと思う。米沢変電所では、275kVで送電されてきた電力を、6.6kVに変圧して市街地に配電する。米沢キャンパスまでの電力ケーブルとして、屋外の地中配電所として600VCVTの公称断面積100mm?のものを選んだ。 600VCVTは銅線なので、銅の0℃での低効率は、1.55×10??Ωmであるから、公称断面積100mm?を使うと1kmあたりの電気抵抗は、0.155Ω/㎞となる。これは、カタログスペックに記載された20℃の値0.183Ω/㎞と大きな違いはない。 最新の大型液晶テレビの消費電力は430Whであった。430Whを6.6kVで割ると、最新の大型液晶テレビの使用によって地中配電線を流れる電流は、0.065Aとなる。 米沢変電所から米沢キャンパスまで、およそ5kmであるから、0.183Ω/kmを使うと、地中配電線の電気抵抗は0.915Ω。発熱は電気抵抗に電流の二乗をかければよいから、0.915Ω×0.065A?=3.9mW。1kWhに対するエネルギー損失は、およそ9.1mWhと推定される。
A.・講義の再話 第3回の講義では、化学結合の種類について学習しました。エネルギーと物質の種類について学び、電気を流す固体と流さない固体についての理解を深めました。 ・発表の要旨 演題:送電線のエネルギー損失 グループ名:記録忘れのため不明 役割:調査 共著者名:神田燦汰,平野一真,平島駿 架空配電線として6600V CVTの公称断面積100mm2のものを選びました。1kWhに対するエネルギー損失はおよそ24mWと推定されます。 ・復習の内容 架空配電線として6600V CVTの公称断面積100mm2のものを選びました。6600V CVTは銅線なので、銅の抵抗率は1.55×10^-8Ω・mであるから、公称断面積100mm2を使うと1kmあたりの電気抵抗は、0.155Ω/kmとなります。家電製品として電子レンジを選択しました。500Wで使用する場合、一般的な消費電力は1300Wです。1.3kW÷6.6kV=0.196A よって、電子レンジの使用によって架空配電線を流れる電流は0.196Aです。米沢変電所から家までの距離を1kmとすると、架空配電線の電気抵抗は、0.155Ωです。発熱は電気抵抗に電流の2乗をかけて、 0.155Ω×0.196A^2=0.024W=24mWであるため、1kWhに対するエネルギー損失はおよそ24mWと推定されます。
A.【講義の再話】 送電線において、送電ロスが生じてしまうことを学んだ。この損失を防ぐためには電気伝導率の高い金属を使用すると良く、銀、銅、金、アルミ等があった。一般的には銅線を使用する。 【発表の要旨】 グループ名 IH メンバー 関馨太 小林太陽 長岡泰介 北村京悟 もう一名(名前が読めませんでした) ケーブルに架空送電線を選んで米沢変電所から自宅の距離を決めました。銅で抵抗値や断面積、卓上IHの消費電力等を用いて架空送電線の抵抗値から1kWhに対するエネルギー損失を計算した。その結果、小型LEDライト点灯10回分であった。 【復習の内容】 ケーブルとして架空配電線を選択する。 6600V CVTは銅線であるため、銅の0℃における抵抗率は1.55×10?8Ω・mなので断面積100mm2を用いて1kmあたりの電気抵抗は0.155Ω/kmとなる。カタログスペックは0.187Ω/kmである。家電機器として卓上IHを選択する。消費電力は1.4kWであるため6.6kVで割り、卓上IHの使用によって架空配電線を流れる電流は0.21Aである。米沢変電所からグループ内のメンバーの家までおよそ4kmであるため0.187Ω/kmを用いると4km×0.187Ω/km=0.748Ω、発熱を計算すると0.748Ω×(0.21A)2=0.033W=33mWとなる。したがって1kWhに対するエネルギー損失はおよそ33mWhである。このエネルギー損失は小型のLEDライト点灯10回分のエネルギーに相当する
A.6600V CVTは銅線なので、銅0℃で抵抗率は1.55×10^-8 Ω・mである。そのため、公称断面積100mm^2を使うと、1kmあたりの電気抵抗は0.155 Ω/kmとなった。私たちのグループでは、電子レンジを例にとった。電子レンジの一般的な消費電力は1300Wである。電子レンジの使用によって架空配電線に流れる電流は1.3kW÷6.6kV=0.196Aとなる。変電所から1kmの家で電子レンジを使用していると仮定するので、電気抵抗は0.155Ωとなる。したがって、発熱は、0.155×(0.196A)^2=0.024W 1kWhに対するエネルギー損失は、およそ24m Wとなる。
A.米沢変電所のデータによると、275kVで送電されてきたものを6600Vに落として市街地に配電しているとある。よって、米沢変電所から自宅周辺までの4kmを6600V CVTで送電するという想定で計算を行ったところ、1kWhに対する損失は33mWhとなった。
A.架空配電線に使われる電線の材質を調べ電気抵抗を求めました。
A.
A.ケイ酸塩のケイ酸はイオン結合に分類されるが、共有結合としての性質が強く、焼成などで成型することができることがわかった。 架空配電線の導体は硬銅線または硬アルミ線であった。0度でのアルミニウムの抵抗率は2.5×10^-8 [Ω・m]である。公称断面積100mm^2を使うと 1kmあたりの電気抵抗は、0.250[Ω・km]であり、これは、20度の値0.275Ω/kmと大きな違いはない。家電機器として電子レンジを選ぶとする。その消費電力はおよそ500Wで0.75kWhなので、0.75/6.6=0.13363…=0.134Aより、電子レンジの使用によって架空配電線を流れる電流は0.134Aとなる。 銅の抵抗率や公称断面積を調べた。
A.米沢変電所では、275kVで送電されてきた電力を、6.6kVに変圧して市街地に配電する。そこで、米沢変電所から、米沢キャンパスまでの電力ケーブルとして、屋外の架空配電線として6600V CVTの公称断面積100mm2のものを選んだ。 6600V CVTは銅線なので、銅の0℃での抵抗率は、1.55×10-8Ω?mであるから、公称断面積100mm2を使うと 1kmあたりの電気抵抗は、0.155Ω/kmとなる。これは、カタログスペックに記載された20度の値0.187Ω/kmと大きな違いはない。 家電機器として扇風機を選ぶとする。その消費電力は一般的に30W程度であるといわれている。電力は大まかに電流×電圧である。30Wを6.6kVで割ると、扇風機によって架空配電線を流れる電流は0.0045Aとなる。 米沢変電所から自宅アパートまで、約6kmであるから、0.187Ω/kmを使うと、架空配電線の電気抵抗は6km×0.187Ω/km=1.122Ω。発熱は電気抵抗に電流の二乗をかければ良いから、1.122Ω×0.0045A×0.0045A=0.000023W=23μW。1kWhに対するエネルギー損失は、およそ23μWhと推定される。
A.講義で電気を伝える材料に考えた。 清水市の架空送電線のおもな材料は鋼銅より線であった。 銅の伝導率はおよそ100%である。 しかし、製品としての架空送電線は住友のものは、伝導率61%であった。 また、家電製品である電気ヒーターのエネルギー効率は1である。 これは無駄な熱エネルギーも部屋を暖めるからである。
A.「講義の再話」 電線に用いられる金属について学んだ。銅は電気伝導率が非常に高い。 「発表の要旨」 演題:送電に伴う電力ロス チーム名:アルミ メンバー:滋野玲音、富樫聖斗、篠原凛久、新井駆、小池哲太、出澤一馬 架空配電線の導体としてアルミニウムを用いた。 アルミニウム0℃の抵抗率は2.5*10^(-8)Ωm、公称面積100m^2より、 0.25kΩmとなる。また、20℃の抵抗率は0.15kΩmであり、大きな違いは無い。 家電としては冷蔵庫を選択した。冷蔵庫の消費電力は約0.25kW。 冷蔵庫の使用によって流れる電流は0.0378Aである。 米沢変電所から米沢キャンパスまで約5kmであるから、 0.15Ω/km * 5km * (0.0378)^2 = 1.07mW。 1kWhに対するエネルギー損失は約1.07mWhと求められた。 「復習の内容」 各金属の物性値をより詳しく調べた。
A.電力ケーブル:架空送電線 材質…鋼心アルミより線(亜鉛メッキ鋼線を中心とし、その周辺に硬アルミ線を同心円に各層交互反対により合わせたもの) アルミニウムの抵抗率は2.50×10??Ωm 架空配電線として6600V CVTの公称断面積100mm?とすると、1kmあたりの電気抵抗は、0.25Ω/kmとなる。カタログスペック記載の値は0.187Ω/kmであり、そこそこの差があった。
A.授業内では、金属、半導体の違い(性質、化学結合)や、電気の流しやすさに関わる因子として導電率、濃度を学び、それらの性質を応用した送電の仕組みと課題について学んだ。 また、グループワークとして以下の内容で討論を行い、グループの結論を導いた。 このグループワークにおいて、私は執筆-原稿作成に取り組んだ。 演題:送電に伴う電力ロス チーム名:絶縁体 共著者名:平尾朱理、宍戸智哉 一般家庭では電線に600VのVVFケーブル(外径2mm)を使用していると仮定した。この時、断面積は3.14×10^-12 km?であった。また、家電製品は500Wの消費電力の電子レンジを選択した。この時、電力量1kWhであった。また、米沢変電所からある学生の家まで4kmであった。600V VVTは銅線であるから、公称断面積3.14 mm?を用いると、1kmあたりの電気抵抗は0.0494Ω/kmであることが分かった。消費電力1kWを0.6kVで割って、流れる電流は1.67A、電子レンジのカタログスペック5.65Ω/kmを用いると、架空電線の電気抵抗は、4×5.65×1.67?≒63.0 W したがって1kWhに対するエネルギー損失は、63.0 Whと求めることができた。 授業時間外の取り組みとして、
A. 物性には、熱物性、機械物性、電気物性、光物性がある。 電力ケーブル:地中送電線 材質:電線(銅)を油や架橋ポリエチレンなどで絶縁した電力ケーブル 家電:炊飯器 消費電力:150W 1kWhに対するエネルギー損失は、0.49mWh
A.架空送電線の材質は線や裸硬銅だった。 電子レンジについて消費電力が500wから1300Wに増えた時、 1300÷6600 = 0.197[A] 0.935Ω×0.197A?=0.0363W=36mW よって、1.3kwhに対するエネルギー損失は36mWh
A.
A.講義の再話 化学結合の種類について学んだ。 発表の要主 電気を使うための化学結合について調べた。 復習の内容 化学結合とは原子やイオンが集まって分子や結晶を作るときの原子やイオンの結びつきのことである。イオン結合、共有結合、金属結合の3種類がある。
A.再話:物性には、熱物性、機械物性、電気物性、光物性がある。 電力=電圧×電気料で表される。 発表の要旨:架空送電線は、中心が亜鉛メッキ、鉄周りをアルミニウムが覆っている構造でることを調べ、アイロンについて議論した。エネルギー損失について計算した。 復習の内容:アイロンの消費電力は、1200Wであり、計算すると0.18Aである。RI^2で発熱を求められるので、1.375??0.18??0.18=0.04455=45よって1KWあたりの対するエネルギー損失は、およそ45mWhと推定される。
A.地中配電線として銅を用い、家電として800Wの電子レンジを使った場合の損失を調べた。発電所から来た電機は変電所で275kVから6.6kVに変換されるので、電子レンジに流れる電流は0.12Aであることが分かる。変電所から米沢キャンパスまでの距離は約5kmであるので、銅線の抵抗率が1.68×10^-8Ω・mであるので、銅線の抵抗は0.84Ωとなる。したがって、求められる損失は101.81mWとなった。
A.
A.
A.
A.授業では、物性には熱物性と機械物性、電気物性、光物性があることを学んだ。また、スペクトルでは、波長の短い青の方がエネルギーが大きく、波長の長い赤の方がエネルギーが小さくなることを学んだ。 ワークショップでは、送電に伴う電力ロスを題材に、架空送電線も6600VCVTについて議論し、IHコンロを使用した時の電力ロスについて話し合った。 復習は以下の通りです。私は架空送電線の6600VCVTを選びました。 6600V CVTは銅線なので、銅の0℃での抵抗率は、1.55×10-8Ω?mであるから、公称断面積100mm2を使うと 1kmあたりの電気抵抗は、0.155Ω/kmとなります。これは、カタログスペックの20度の値0.187Ω/kmと大きな違いはありません。 家電機器としてIHコンロを選びました。その消費電力はおよそ1.4kWです。1.4kWを6.6kVで割ると、IHコンロの使用によって架空配電線を流れる電流は0.21Aとなりました。 米沢変電所から自宅まで、およそ4kmであるので、0.187Ω/kmを使うと、架空配電線の電気抵抗は4km×0.187Ω/km=0.748Ωです。また、発熱は0.748Ω×0.21A2=34mW。 1kWhに対するエネルギー損失は、およそ34mWhと推定されます。 これは小型のLEDライトを10分間点灯した時の消費エネルギーに相当します。
A.電力ケーブルの中から架空送電線(アルミ)を選びました。米沢では60kv( 標準電圧)。テレビ1時間あたり、2.8×10の-2乗kmhの消費電力を使います。アルミニウムの抵抗率は3.8×10の-8乗Ωm=0.38Ω/km。電力はおおまかに電流×電圧である。2.8×10の-2乗kmhを60kvで割ると4.7×10の-4乗Aとなる。米沢変電所から米沢キャンパスまで、およそ5kmであるから、 0.38Ω/kmを使うと、架空送電線の電気抵抗は0.38Ω/km×5km=1.9Ω。発熱は電気抵抗に電流の二乗を掛ければよいから、1.9Ω×(4.7×10の-4乗)の二乗=4.20×10の-7乗W。1kWhに対するエネルギー損失は、およそ4.20×10の-7乗Whと推定される。
A.電気が流れるのは電気を運ぶ何かが移動するからである。この電気を運ぶ何かをキャリアと言う。 キャリアには電子とイオンがある。金属は電子伝導、電解液はイオン伝導である。 欠陥がキャリアになることもある。電子の欠陥はホールであり、イオンの抜け穴はベーカンシーと呼ばれる。 6600V CVTは銅線なので、銅の0℃での抵抗率は、1.55×10??Ω?mであるから、公称断面積100mm?を使うと 1kmあたりの電気抵抗は、0.155Ω/kmとなる。これは、カタログスペックに記載された20度の値0.187Ω/kmと大きな違いはない。 家電機器として電子レンジを選んだ。その消費電力はおよそ1300Wである。電力はおおまかに電流×電圧である。1.3kWを6.6kVで割ると、電子レンジの使用によって架空配電線を流れる電流は0.196Aとなる。米沢変電所から家まで、およそ1kmであるから、0.155Ω/kmを使うと、架空配電線の電気抵抗は1km×0.155Ω/km=0.155Ω。発熱は電気抵抗に電流の二乗をかければよいから、0.155Ω×0.196A?=0.024W=2?mWh。
A.講義の再話 電位プロファイルと誘電率について学び、また各種物性値について学ぶことができた。 発表の要旨 グループ名:アルミ 共著者名:富樫聖斗、篠原凛久、滋野玲音、出澤一馬、小池哲太 今回は架空配電線について調べた。架空配電線の導体は硬銅線又は硬アルミ線である。アルミ抵抗線は2.5×10^-8 Ωmであり、公称断面積100㎡を使うと、1kmあたり0.25Ω/kmであることが分かった。 復習の内容 冷蔵庫の消費電力は0.25kWであるので、冷蔵庫の使用による架空配電線を流れる電流は、0.25/6.6=0.0378Aであることが分かった。
A.講義の再話 熱には使えるものと使えないものがあり、使える熱は相手を温めるが、使えない熱は温度がなくなったことで廃棄せれ、海水に行き、地球温暖化となる。複合サイクル発電として、 マンバインドサイクルがあり、熱効率を上げるには、周りの温度を下げ、使用する水の温度を高温にする必要がある。 発表の要旨 グループ名:アルミ 共著者名:新井駆、篠原凛久、滋野玲音、出澤一馬、小池哲太 アルミ抵抗線は、2.5×10??Ωmであり、公称断面積100mm?とすると1kmあたりの電気抵抗は、0.25Ω/kmとなる。20℃のアルミの抵抗値は、0.15Ω/kmであり、大きな違いはないことがわかった。 復習の内容 電力ケーブル:架空配電線 材質:アルミ アルミ抵抗線は、2.5μΩcmなので、2.5×10^(-8)Ωmである。公称断面積100mm^2を使うと1kmあたりの電気抵抗は、0.25Ω/kmとなる。20℃のアルミの抵抗値は、0.15Ω/kmであり、大きな違いはないことがわかる。 家電機器として冷蔵庫を選ぶ。年間消費電力量が300kWhの場合、一日あたりの消費電力量は0.82kWhとなる。屋外の架空配電線を6600V CVTとすると、毎日一回洗濯機を使用によって架空配電線を流れる電流は、0.12Aとなる。 米沢変電所から米沢キャンパスまで、およそ5kmであるから、0.15Ω/kmを使うと、架空配電線の電気抵抗は5km×0.15Ω/km=0.75Ω。発熱は電気抵抗に電流の二乗をかければよいから、0.75Ω×0.12A^2=0.0108W=11mW。 1kWhに対するエネルギー損失は、およそ11mWhと推定される。
A.[送電に伴う電力ロス] 架空電送(アルミ)について調査、議論しました。架空電送(アルミ)について、米沢では標準電圧が60kVです。テレビ1時間あたり2.8×10^-2 の消費電力であり、アルミニウムの抵抗率は3.8×10^-8 Ω・m であるため、0.38Ω/km となり、2.8×10^-2 ÷ 60kV = 4.7×10^-4 A となります。 米沢キャンパスまでの距離は5kmであるため、0.38Ω/km × 5km = 1.9Ωとなり、 1.9Ω×(4.7×10^-4)^2 A = 4.2×10^-7 となりました。
A.送電に伴う電力ロスというテーマに対して、私たちは身近な家電に用いられるVFF(ビニル平形コード)が送電に使われた場合ではどの程度損失が生じるか気になり、調査し算出した。 米沢変電所から米沢キャンパスの直線距離を調べた際に3.6kmであったため。この距離を輸送するのに生じるロスを求めた。 算出にあたり、VFFの中心線は銅線であるため銅の0℃での抵抗率の1.55×10-8Ω?m、公称断面積2mm?、米沢変電所からの送電圧6.6kV、使用想定家電テレビ500wを使用した。 上記より1km当たりの抵抗は7.71Ωであり、送電時に生じる総抵抗は269.85Ωであった。 よって発熱は20.44Wの発熱が想定された。 従って1kWhに対するエネルギー損失は、おおよそ40.88Whとなる事が算出された。
A.電力ケーブル: 地中送電線 材質:電線(銅)を油や架橋ポりエテレンなどで絶縁した電力ケーブルを使っている 炊飯器の消費電力:150 W 150÷6600= 0.0227… 0.023 A 5 kmx 0.187Ω/km =0.935 Ω 0.935 Ωx (0.023)^2=0.000 49j
A.自分が乗っているダイハツのタフトは燃費が約17Km/Lで、電費に換算すると5.1Km/kWhとなった。電気自動車であるテスラの電費は6.4Km/kWhであり、ガソリン車も電気自動車もさほど変わりがないことが分かった。
A.【講義の再話】 物質は、温度や圧力によって、様々な状態をとる。物質が固体、液体、気体、超臨界流体のいずれの状態を示した図を状態図という。 【発表の要旨】 送電線のエネルギー損失に調べ、議論した。私たちの班では、架空配電線として3300V CVTの公称断面積100mm?のものを選んだ。3300V CVTは銅線なので銅の0℃での抵抗率は1.55×10??Ωmであるから1kmあたりの電気抵抗は0.155Ω/kmとなる。米沢キャンパスまで5kmだから架空配電線の電気抵抗は、5km×0.155Ω/km=0.775Ωとなる。 家電機器として洗濯機を選んだ。消費電力は1kWhであるから電流は、 1km÷3.3kV=0.3030Aとなる。 (0.3030A)?×0.775Ω=0.0775Wh よって、エネルギー損失は0.0775Whである。 【復習の内容】 科学結合の種類と結晶の種類について復習した。
A.選んだケーブル 架空送電線 米沢変電所から自宅までの距離 4km 銅 0℃での抵抗率1.55×10^-8 Ω・m カタログスペックは0.187Ω/km 断面積100mm^2 1kmあたりの電気抵抗0.155Ω/km 卓上IHの消費電力1.4kWを6.6kVで割って 0.21A 架空送電線の電気抵抗は4km×0.187Ω/km=0.748Ω よってエネルギー損失は 0.748Ω×0.21A=34mW よって小型のLED点灯10回分相当
A.・物質は温度や圧力によって様々な状態を取ります。物質が固体、液体、気体、超臨界流体のいずれかの状態を示した図を状態図という。分子家依正は昇華しやすく、イオン結晶は融点や沸点が高い。 ・私たちの班は架空送電線について調べた。材料は硬銅より線でできている。銅の伝導率は100%である。しかし硬銅より線は、変電所から大学までの距離なども考慮して61%の伝導率となる。電気ヒーターを使った場合を考えたが、電気ヒーターは無駄になったエネルギーとして熱を放出するので結果的にエネルギー効率は1である。 電子伝導とイオン伝導について復習した。電気が流れるのは電気を運ぶ何かが移動するからである。この電気を運ぶなにかをキャリアという。キャリアには電子とイオンがある。金属は電子伝導、電解液はイオン伝導である。欠陥がキャリアになることもある。電子の欠陥はホールであり、イオンの抜け道はベーカンシーと呼ばれる。
A.電気を運ぶための材料についてなどの話。 資料作成係 横浜 飯塚 中島 栗原 津嶋 電子レンジについて調べた。 電子レンジは1KWを6.6で割ることによって電流は0.15Aとなる。
A.講義の再話:金属のみが電気を流すのは、金属原子数と自由電子数が同数存在するからである。電気を運ぶキャリアには電子とイオン、電子欠陥の正孔、イオンの欠陥の空孔である。また、最も電気を流す金属は銀である。 発表の要旨:演題は地中送電線、グループ名は不明、共著者名は 川前勇斗・小泉まい・川口倖明・高根澤颯太。送電技術としてポピュラーな方法だと考えたため、地中送電線を選んだ。自分の役割は、概念化・正式な分析・調査であった。 復習の内容:米沢変電所から米沢キャンパスまでの電力ケーブルとして、私たちは地中送電線を選びました。材質が架橋ポリエチレンとすると、体積抵抗率は1×10^18Ω・cmでした。また、文献値になりますが公称断面積100mm^2を使うと1kmあたりの電気抵抗は0.185Ω/kmになります。家電機器に電子レンジを選んだのですが、500W使用すると考えると消費電力は約1kWhになります。米沢変電所では275kVで送電されてきた電力は6.6kVに変圧して配電するとのことだったので、1kWを6.6kVで割ると、電子レンジの使用により地中送電線を流れる電流は0.15Aとなります。米沢変電所から米沢キャンパスまで約5kmなので、地中送電線の電気抵抗は5km×0.185Ω/km=0.925Ωになり、発熱は0.925Ω×0.15A^2=0.021W=21mWになります。1kWhに対するエネルギー損失は約21mWと推定されます。
A.
A.物性には、 熱物性、 機械物性、 電気物性、 光物性がある。 それぞれ、熱エネルギーに対して物質が スペクトルでは、波長の短い青の方がエネルギーが大きく、波長の長い赤の方がエネルギーが小さいです。ストーブをがんがん燃やしても、日焼けせず、ちょっと日を浴びるとすぐ日焼けするのはそのためです。
A.家電機器としてヘアアイロンを選ぶとする。 消費電力はおよそ500Wであるから、0.5-6.6kV=0.0757A 架空配電線として6600CVTを用いる。米沢キャンパスで使うと仮定する。 6600CVTは銅線であり、電気抵抗は0.935 Q 0.9 3 5x0.07 5 7×0.0 7 5 7 = 0.0 0 5 3 5W= 5.3 5 mW 1kwhに対するエネルギー損失は5.35mWである。
A. 私は架空配電線の素材がアルミニウムの場合を考えた。米沢変電所から27kvで送電されてきた電力を、6.6kvに変換して市街地には遺伝する。断面積が100m㎡だと仮定する。0℃の時、アルミニウムの電気抵抗は2.50×10?Ωmであった。これより、1km当たりの電気抵抗は0.250Ω/kmとなる。 家電機器の例としてヘアアイロンを取り上げる。ヘアアイロンの消費電力の目安は50W(0.05kw)であるので電力は0.0075A(7.5×10?A)となる。 変電所から10km地点に送電すると仮定する。架空配電線の電気抵抗は 10km×0.255Ω/km=2.55Ω 発熱を求めるために電気抵抗に電流の二乗をかけると、 2.55Ω×(0.0075)?=0.0001434=0.14mW。1kWhに呈するエネルギー損失はおよそ0.14mWh程度であろう。
A.
A.家電機器として電気ケトルを選びます。 消費電力はおよそ1200Wであるから、1.2-6.6KV=0.18A 架空配電線として6600V CVTを用います。米沢キャンパスで使うと仮定します。6600 CVTは銅線であり、電気抵抗は0.9352 0.935×0.18×0.18 = 0.030294W = 30.3mW よって、1kwhに対するエネルギー損失は30.3mWです。
A.この回は以下について学んだ。 熱エネルギーは温度差がないと取り出せず、使用できない。エネルギー総量が不変であることを示したエネルギ保存則について、すべてのエネルギーは最終的に熱エネルギーとなることがわかった。 また、導電子率の単位はコンダクタンスに等しく、S/m(ジーメス/メートル)で表す。これは電気抵抗Ωと逆数関係にある。
A.再話:電気を発電してから一般家庭に送電するまでにロスが発生する。 発表の要旨 題材:送電に伴う電力ロス メンバー:設樂蓮 軽部南都 岩崎 麟汰 倉持光成 グループ名:記録していなかったため不明 役職:調査 復習の内容 電子レンジを選んだ。その消費電力はおよそ800Wである。800Wを6.6kVで割ると、架空配電線を流れる電流は0.12Aとなる。米沢変電所から米沢キャンパスまでおよそ5km であるから、0.187Ω/kmを使うと、架空配電線の電気抵抗は5km×0.187Ω/km=0.935Ω。発熱は0.935Ω×0.12A^2=0.013W=13mW 1kWhに対するエネルギー損失は、およそ13mWhと推定される。
A.
A.・導電率はベクトル量であり、電流密度を電界の強さの比で表したものである。また、移動度と電荷密度の積で求めることができる。移動度は粘度に反比例し、電荷密度はイオン農度に比例している。k=μρで求められる。 ・架空送電線の材質は線や裸硬銅である。家電機器として電子レンジを挙げた。消費電力は1300Wであることより1.3kWhに対するエネルギー損失は36mWhである。 ・最新工業化学p.191の伝導性についてを読んだ。
A.電力ケーブル 地中送電線 材質 電線を油で架橋ポリエチレンなどで絶縁した電力ケーブルを使っている。 炊飯器の消費電力 150w 150÷6600=0.0227より0.023A 5km×0.187Ω/km=0.935Ω 0.935Ω×(0.023A)^2=0.00049w
A.3再話 金属や非金属などの材料の分類や,各化学結合の種類・特性などを学んだ. 発表 送電線のエネルギー損失を調べよう チーム名 絶縁体 発表者 佐藤智哉 メンバー 平尾朱里 大堀颯斗 宍戸智哉 WFケーブルを選んで材質やスペックなどを調べた.また,電子レンジを用いた時,自宅までの距離からエネルギー損失について議論した. 復習 私はWFケーブルについて調べた.直径2㎜,断面積3.14mm?を選択した.ここから0.0494Ω/kmと計算した.家電に電子レンジ(500W)を用いた場合,消費電力は1kWhであり,送電所から家までの距離を4㎞と仮定したとき,1kWhに対するエネルギー損失は63.0Whと計算できた.
A.[再話] 火力発電では複合サイクル発電も行いエネルギー効率を高めている。 [発表] 電子レンジを使用したときのエネルギー損失について調べた。 [復習] 電子レンジ(500W)を実際に使うと1300W消費するという風に調べられた。米沢変電所から6.6kVで送られdてくる。送電線の材料である銅の電気抵抗は1kmあたり0.155Ω/km(0℃)で変電所から米沢キャンパスまで約5kmであるので抵抗は0.775Ωである。 屋外の架空配電線として6.6Vのものを想定するとオームの法則より電子レンジを使うときに流れる電流は 1300/6600=0.19A 発熱は電気抵抗に電流の二乗をかけたものである。0.775Ω×0.19A2=0.0279W。 エネルギー損失は、約0.0279Wである。
A.自分は架空送電線について調べた。原材料は硬銅である。銅の伝導率は100%ではあるが、電気を送る間に様々なエネルギーに変換されてしまい、最終的には61%に落ち着くことがわかった。 発電所から電力を必要としている場所あの送電距離をどのように減らすことがこれから大事になってくるのではと思った。 福島に東京電力があるのが1番違和感を感じた。
A.電子レンジを選びました。その消費電力はおよそ800Wであったため、6.6kVで割ると架空配電線を流れる電流は0.12Aとなる。米沢変電所から米沢キャンパスまでおよそ5kmであるため、0.187Ω/kmを使うと、架空配電線の電気抵抗は、5km×0.187Ω/kmで0.935Ωである。よって、1kWhに対するエネルギー損失は0.935×0.12×0.12で0.013Wとなり、13mWであることが求められた。
A.地中送電線について調べた。 架橋ポリエチレンが材料であり、体積低効率は1.0×10^18Ω・㎝ 1kmあたり1.0×10^27Ω/kmとなる。 電子レンジは500W使用すると6.6kVかかるため、1kW/6.6kV=0.15Aとなり、地中送電線を流れる電流は0.15Aとなる。
A.電気を通すものには、電気を通す導体と通さない不導体、条件により通したり通さなかったりする半導体があります。また、電気を通す導体でも銅とアルミニウムでは電気の通しやすさが違うなど使用するものにより違いが出ます。電気を運ぶ担体(キャリア)としては電子とイオンがあります。金属が電気を通すのは電子が自由に動くことのできる自由電子があるためです。電気を運ぶ際には必ずロスが生じます。 チーム名 ピカチュウ 森谷僚介 村岡崇弘 高村海斗 意見の提出 銅でできた地中配電線を使用した際の電力ロスについて考えました。その際には800Wで使用した電子レンジとしました。800Wで電子レンジを使用した際に流れる電流は0.1212…(A)となります。変電所から米沢キャンパスへ電気を運ぶ際に生じるロスは銅の抵抗率0.168(Ω/km)に変電所から米沢キャンパスの距離5(km)をかけた0.84(Ω)に0,1212^2をかけた101.81(mW)となります。 1000ACSRの電線について調べました。 1000 ACSRはアルミ線で、アルミの0℃での抵抗率は2.50×10^-8 Ω・mのため、公称断面積100mm^2を用いると1kmあたりの電気抵抗は、0.250 Ω/kmとなります。この値は、カタログスペック上の20℃における電気抵抗率0.267とあまり違いはありません。 家電機器として電子レンジを選びました。500Wで使用すると1000W程度消費するので1kVで割ると、電子レンジ500W使用時に流れる電流は1Aとなりました。
A.物性や結合の種類などについて学んだ。 演題は地中送電線 齊藤里奈・小泉まい・川口倖明・高根澤颯太 送電技術としてポピュラーな方法だと考えたため、地中送電線を選んだ。 自分の役割は、概念化・正式な分析・調査 地中送電線 地中送電線において、電線に架橋ポリエチレンを使用した場合 体積低効率は1.0×10^18Ω・cm 公称断面積100mm^2使うと 1kmあたりの電気抵抗は1.0×10^27Ω/kmとなる。 家電機器に電子レンジおくと 電子レンジを500wで使用したとすると、1000whの消費電力となる。 このため、1kw/6.6kV=0.15Aで 電子レンジの使用によって地中送電線を流れる電流は0.15Aとなる。
A.架空送電線の材質:鋼心アルミより線、裸硬銅より線 三相3線式線路 架空送電線の抵抗損失は3I^2R、ジュール熱の発生による電力損失は、RI^2 電子レンジ 一般に電子レンジの定格高周波出力は500Wなら1kW、1000Wなら1.5kW。1kWを6.6kVで割ると電子レンジの使用によって架空送電線を流れる電流は0.15Aとなる。
A.講義の再話 エネルギー変換について、熱には使えるエネルギーと使えないエネルギーがある。熱エネルギーは温度差がないと使えない。使えないエネルギーは廃棄物である。使ったエネルギーの最後の形態は熱である。エネルギー保存則より、エネルギーは永遠になくならない。火力発電所の効率を上げるにはコンバインドサイクルが使われる。火力発電に限らず発電効率を上げる方法は発電所自体の温度を上げて温度差を大きくすることである。 発表の趣旨 米沢変電所から、米沢キャンパスまでの電力ケーブルとして、屋外の架空配電線として6600VW-CVTの公称断面積100mm^2のものを選んだ。6600V-CVTは鋼心アルミ撚り線 なので、アルミニウムの0℃での抵抗率は2.5×10^8Ωmであるから、公称断面積100mm^2を使うと1km当たりの電気抵抗は0.25Ω/kmとなる。これは、カタログスペックに記載された20℃の値0.187Ω/kmと差が生まれた。 復習 コンバインドサイクルについて調べた。コンバインドサイクルとはガスタービンと蒸気タービンを組み合わせた二重の発電方式である。最初に圧縮空気の中で燃料を燃やしてガスを発生させ、その圧力でガスタービンを回して発電を行う。ガスタービンを回し終えた排ガスは、まだ十分な余熱があるため、この余熱を使って水を沸騰させ、蒸気タービンによる発電を行う。この発電方法を使うと同じ量の燃料で、通常の火力発電より多くの電力をつくることができる上、同じ量の電気をつくるのに、CO2の排出量が少ない。構造は一般的な火力発電よりも複雑だが、小型の発電機をたくさん組み合わせて大きな電力を得ることができ、発電機の起動・停止も簡単で、電力需要に敏速に対応できる。
A.架空配電線 材質:鋼心アルミ線 断面積:410平方ミリメートル 電圧を6600Vとする。 アルミの抵抗率:1.204Ω/km 電線長さを5kmとすると 電気抵抗5×1.204=6.02Ω 使用する家電をヘアアイロンとする。 ヘアアイロンは約40W 電圧を100Vとすると電流は 40÷100=0.4A 6.02×0.4^2=0.9632W 以上より、1kWに対するエネルギー損失は 0.96Wであることが分かる。
A.ヘアアイロン 380W~500Wより約5kWとする。 0.5÷6.6kV=0.0757A 米沢キャンパスで使うとすると、電気抵抗が0.93552Ωより、 0.935Ω×(0.0757)2=0.00535W=5.35mW よって、1kWhに対するエネルギー損失は5.35mW
A.東山形変電所では、6.6kVに変圧して市街地に配電する。そこで、東山形変電所から、小白川キャンパスまでの電力ケーブルとして、屋外の架空配電線として6600V CVTの公称断面積100mm2のものを選んだ。家電機器として冷蔵庫を選ぶとする。その消費電力はおよそ0.25kWである。電力はおおまかに電流×電圧である。0.25kWを6.6kVで割ると、ヘアドライヤーの使用によって架空配電線を流れる電流は0.04Aとなる。東山形変電所から小白川キャンパスまで、およそ4kmであるから、0.187Ω/kmを使うと、架空配電線の電気抵抗は4km×0.187Ω/km=0.748Ω。発熱は電気抵抗に電流の二乗をかければよいから、0.748Ω×0.04A2=0.0011W=1.1mW。 1kWhに対するエネルギー損失は、およそ1.1mWhと推定される。
A.地中送電線 電線(銅)を油や架橋ポリエチレンなどで絶縁した電力ケーブルを使っている。炊飯器の消費電力は150Wだから 150÷6600=0.0227・・・ 0.023A 5km×0.187Ω/km=0.935Ω 0.935Ω×(0.023A)^2=0.00049W
A.・講義の再話 電気が流れるのは電気を運ぶあるモノが移動するからであり、そのモノをキャリア(担体)という。このキャリアには電子とイオンがあり、金属は電子移動、電解液はイオン伝導である。 ・発表の要旨 「送電に伴う電力ロス」、グループ名:「アルミ」、共著者:富樫星斗・澁野玲音・篠原凜久・出澤一馬、役割:可視化 架空配電線について調べた。導体は硬アルミ線または硬銅線である。アルミニウムの抵抗率は2.50μΩ㎝であり、単位を整えると、2.50×10^-8Ωmである。公称断面積100㎡を使うと、1kmあたり0.250Ω/kmであり、アルミニウム20℃の文献値は0.275Ω/kmであるため、大きな違いはなかった。また、冷蔵庫の消費電力は0.25kWであり、0.25kWを米沢変電所の6.6kVで割ると、冷蔵庫の使用によって架空配電線を流れる電流は0.0378Aとなる。 ・復習の内容 今回は架空配電線について調べ、架空配電線の導体は硬アルミ線または硬銅線であった。アルミニウムの抵抗率は2.50μΩ㎝であり、単位を整えると、2.50×10^-8Ωmである。公称断面積100㎡を使うと、1kmあたり0.250Ω/kmであり、アルミニウム20℃の文献値は0.275Ω/kmであるため、大きな違いはなかった。 家電機器から冷蔵庫を選んだ。冷蔵庫の消費電力は0.25kWであり、電力はおおまかに電流×電圧であるため、0.25kWを米沢変電所の6.6kVで割ると、冷蔵庫の使用によって架空配電線を流れる電流は 0.25/6.6=0.0378より、0.0378Aとなる。
A.私は架空送電線について調べました。架空送電線は亜鉛メッキの鉄を中心とし、その周りをアルミニウムが囲っている形になっています。公称断面積は410mm?であり、抵抗は0.0702Ω/kmでした。 家電機器としてアイロンを選びました。その消費電力は1200W(1.2kW)なので、流れる電流は6.6kVを1.2kWで割ると0.182Aでした。 米沢変電所から米沢キャンパスまで、およそ5kmであるから0.0702Ω/kmを使うと架空送電線の電気抵抗は 5km×0.0702Ω/km=0.351Ω 発熱は電気抵抗に電流の二乗をかければよいから、 0.351×(0.182A)?=0.012W=12mW 1kWhに対するエネルギー損失は、およそ10mWhと推定されます。 私のスマートフォンのバッテリー容量は3.7Vで5000mAhなので18.5Whの電力を蓄えられます。連続通話時間は約2400分でした。これらから10mWhでは1分10秒ほどの会話が可能であることがわかりました。 私の想像ではもっと多くの電力をロスしていると思っていたので、送電線のロスが少ないことに驚きました。
A.架空配電線 材質:鋼心アルミより線や裸硬銅より線 裸硬銅より線 授業資料より抵抗率1.55×10^-8Ω・m 銅線6600V CUT ヘアアイロンの使用によって流れる電流 0.00758A
A.講義の再話 熱エネルギーは基本的にエネルギーの最終形であり、温度差がないと利用できない。火力発電の効率は40%程度であり、効率を上げるためにコンバインドサイクルが用いられる。温度差が必要なため、発電効率を上げるには水温を下げるか発電を高温高圧で行う必要がある。 グループワークの内容 架空送電線の送電に伴う電力ロスについて調べた。公称断面積60mm?のアルミ線では、1km当たりの電気抵抗は0.617Ω/kmである。 復習の内容 米沢変電所から米沢駅は約9kmで、その間の電気抵抗は5.55Ωである。家電器具として、炊飯器を使用した場合、消費電力は約1.3kWであるため、1kWhに対するエネルギー損失は0.22Wである。
A.授業の再話 電気を伝えるための導体として送電線と配電線について触れ、仕組みと電力ロスについて学んだ。 発表の要旨 米沢変電所では275kVで送電されてきた電力を、6.6kVに変圧して市街地に配電する。そこで米沢配電所から、米沢駅までの電力ケーブルとして、屋外の架空送電線として600VCVTの公称断面積60mm^2のものを選び計算した結果1kmあたりの電気効率は0.617Ω/kmとなり、カタログスペックに記載された20度の値0.510Ω/kmと大きな違いはない。電気ケトルの消費電力はおよそ1.25kWであるため、計算すると1kWhに対するエネルギー損失はおよそ166mWhと推定された。 復習の内容 再生可能エネルギーを送電線につなげて主力電源として導入できないか考えた。しかしこれを実現するには導入コストの低減と自然環境に応じて出力が変動するという特徴に向き合う必要があることが考えられた。
A.[講義の再話] 物質は温度や圧力によって、様々な状態をとる。物質が固体、液体、気体、超臨界流体のいずれかの状態を示した図を状態図という。 [発表の要旨] グループ名:kavi メンバー:清野明日美、佐々木鈴華、神山京花、有賀蘭、矢作奈々 題材:送電に伴う電力ロス ・架空配電線 材質:鋼心アルミより線または裸硬銅より線 [復習の内容] ヘアアイロンを使用した時50Wh、0.00758A流れることを計算した。
A. 電気伝導などについて学んだ。 発表では変電所から米沢キャンパスまでの送電について発表した。 復習としてより詳しく調べた。米沢変電所では、275kVで送電されてきた電力を、6.6kVに変圧して市街地に配電する。そこで、米沢変電所から、米沢キャンパスまでの電力ケーブルとして、屋外の架空配電線として6600V CVTの公称断面積200mm2のものを選んだ。6600V CVTは銅線なので、銅の0℃での抵抗率は、1.55×10-8Ω?mであるから、公称断面積200mm2を使うと 1kmあたりの電気抵抗は、0.0775Ω/kmとなる。これは、カタログスペックに記載された20度の値0.0933Ω/kmと大きな違いはない。家電機器として掃除機を選ぶとする。その消費電力はおよそ1kWである。電力はおおまかに電流×電圧である。1kWを6.6kVで割ると、掃除機の使用によって架空配電線を流れる電流は0.15Aとなる。米沢変電所から米沢キャンパスまで、およそ5kmであるから、0.0933Ω/kmを使うと、架空配電線の電気抵抗は5km×0.0933Ω/km=0.4665Ω。発熱は電気抵抗に電流の二乗をかければよいから、0.4665Ω×0.15A2=0.011W=11mW。 1kWhに対するエネルギー損失は、およそ11mWhと推定される。
A.今回は電力ケーブルを架空配電線を選んだ。材質は銅であり物性値から電力ケーブルの食い違いに食い違いはありませんでした。1キロ先の家と仮定すると抵抗は0.187Ω。発熱は電気抵抗に電流の二乗をかければいいので損失電力は6.0588mWになりました。電気ストーブの消費電力は1200Wなので6600Wで割ると0.1818....アンペアとなる。電気ストーブの使用によって架空配電線を流れる電流は0.18アンペアとなる。
A.
A.電力ケーブル 3300 V CVT 米沢変電所 275kVで送電 3.3kVに変圧して市街地に配電 米沢変電所から米沢キャンパスまでの電力ケーブル 3300V CVT 公称断面積100mm2 銅の0℃での抵抗率は、1.55×10-8Ω?m 1kmあたりの電気抵抗は、0.155Ω/km 洗濯機の消費電力はおよそ0.5 kW 架空配電線を流れる電流は0.15 A 米沢変電所から米沢キャンパスまでおよそ5 km 5km×0.187Ω×0.15A2=0.021W=21mW テレビの消費電力を100 Wh とすると、テレビ0.0021時間分のエネルギーが損失している。
A.エネルギーの種類と物性、電気化学工業、エネルギーの種類と物質、材料の分類、電子伝導とイオン伝導-キャリアの種類-について学んだ。 送電線の抵抗によるエネルギーが損失を計算してみよう チーム絶縁体 書記 宍戸智哉 平尾朱里 大堀颯斗 佐藤智哉 送電線にWFケーブルを選び変電所までのエネルギー損失について計算した。 家でWFケーブルを使用している 600V直径2 mm 銅 1.55×10?11Ω・km 3.14×10?12㎞? 0.0494Ω/㎞ 電子レンジ500Wで消費1kwh 変電所から4km 1.67A 22.6Ω×1.67?=63.0W 63.0whが損失
A.物性には、熱物性・機械物性・電気物性・光物性がある。それぞれ熱エネルギー、運動エネルギー、電気エネルギー、光エネルギーに対する物質固有の値である。
A.
A.講義の再話 金属、半導体について学んだ。また、物体の状態図についても学習した。 発表の趣旨 電気ケーブルとして架空配電線を選んだ。米沢変電所から自宅まで8.5kmあるとして、1kWhに対するエネルギー損失を計算するとおよそ59mWhとなった。 復習の内容 他の材質の電気ケーブルの場合ではどうなるのか計算し、比較した。
A.架空送電線(アルミ) 米沢では60kV テレビの一時間あたりの消費電力は2.8x10^-2kwh アルミニウムの抵抗率は3.8x10^-8Ωm 計算していくと、4.7x10^-4A 米沢変電所からキャンパスまでの距離が約5kmなので 0.38Ω/km x 5km = 1.9Ω 1.9Ωx(4.7x10^-4)^2=4.2x10^-7のエネルギー損失となる。
A.寒い時、ストーブを点けると思います。非常に暖かく 、近づいたら寧ろ熱く感じるほどの熱を発しています。しかしそんなに熱いストーブにあたり続けても日焼けはしません。それなのに外にでて日光に当たるだけで日焼けは起こります。なぜでしょうか?スペクトルという単語を聞いたことがあるかと思います。それが関係しているのです。ストーブの発する熱は赤外線という波長が長い波であり、エネルギー自体は小さいものです。対して、太陽光は赤外線から紫外線まで全ての波長の波をもっており、ストーブのそれよりも非常に高いエネルギーを持っているのです。そのために、日焼けが直ぐに発生するのです。 私たちのグループでは銅製の架空電線の送電について調べた。1km先の民家に送電することを考えると、電気抵抗は0.187Ω。発熱は0.187×0.18^2=0.060588Wとなり、これが熱損失であった。
A.電力ケーブルとして3300VCTVを選んだ。これは銅線なので米沢キャンパスまで5kmとすると、電気抵抗は0.775Ωとなる。電化製品として洗濯機を選び、消費電力が1kWhなので0.3030A。よってエネルギー損失は0.07749Whとなる。
A.化学実験でルミノール反応の実験を行った。 2023-08-06 23:55:30 未 未/10 Q.168 【課外報告書】化学発光を体験しよう 2 IMG_5356.jpeg 2023-08-06 23:55:15 未 未/0 Q.81 【課外報告書】LCCM住宅の住宅模型を作ろう 1 赤で囲ったところが、エコファームであり、青で囲ったところがソーラーパネルである。 2023-08-06 23:53:45 未 未/10 Q.81 【課外報告書】LCCM住宅の住宅模型を作ろう 2 IMG_5219.jpeg 2023-08-06 23:53:38 未 未/0 Q.67 【課外報告書】使用電力量を分析してみよう 1 1.待機電力が大きいテレビのスイッチを寝る前にきる。 2. 2023-08-06 23:52:21 未 未/10 成績評価申請書(単位認定申請書) 4 N・ONEを選んだ。1Lのガソリンの発熱量を35MJとすると、35MJは約10kWhに単位換算できるので、変換効率30%で10kWhのうち3kWhが運動エネルギーに使われる。つまり、N・ONEの実燃費が20km/Lであるので電費に換算すると20÷3=6.666…km/kwhである。 比較対象の電気自動車としてテスラを選んだ。テスラの電費は6.4km/kwhであった。電気自動車を推進する方が環境に関する印象はよいが、両者の電費にさほど差はないということを今回の調査を通して知った。エンジニアの視点から考えてみると、電気自動車は電池やモーターなど部品のコストがガソリン車より高いため、利益を出すのに苦労するだろう。 2023-07-26 11:52:22 未 未/4 成績評価申請書(単位認定申請書) 3 1キロワットアワーで作れるモノで身近な工業製品として紙を挙げる。インターネットで調べたところ、紙1kgをつくるために6950?13900wh必要であると分かった。13900whで1kgの紙を作ることができるとすると、1kwhでは71.94g作ることができる。A4サイズのコピー用紙1枚が約4gなのでだいたい18枚分ということである。1kwhで作れる紙の量は意外と少なく、大切に使おうと思った。 2023-07-26 11:52:22 未 未/4 成績評価申請書(単位認定申請書) 1 21512279-阿部千愛-エネルギー化学15回目.pdf 2023-07-26 11:37:02 未 未/0 Q.96【平常演習】市販の電池の最大エネルギー密度を見積もろう 1 円筒形リチウム電池を選んだ。正極にはLiCo O2が使われ、負極には黒鉛やハードカーボンが適用される。 2023-07-18 21:35:27 未 未/10 Q.96【平常演習】市販の電池の最大エネルギー密度を見積もろう 2 21512279-阿部千愛-エネルギー化学0718.pdf 2023-07-18 21:35:22 未 未/0 Q.94【平常演習】電位pH図(プールベダイアグラム)を描こう 1 トタンの亜鉛めっき技術を選んだ。 これは2種類の金属のイオン化傾向を利用したものである。亜鉛めっき層は薄いため、傷がつくと鉄が露出するがそこに水が介在すると、イオン化傾向の高い亜鉛がイオンとなって溶け出し、鉄は溶けないので錆びの発生を防ぐ。 2023-07-06 06:38:31 未 未/10 Q.94【平常演習】電位pH図(プールベダイアグラム)を描こう 2 IMG_5135.jpeg 2023-07-06 06:38:27 未 未/0 Q.93【平常演習】アノード酸化膜の機能と応用を調べましょう 1 潤滑アルマイトを選んだ。潤滑アルマイトは酸化皮膜の孔にテフロン微粒子を封じ込めたものである。撥水性、摺動性に優れ、食品加工機部品として用いられる。製造工程を以下に示す。 ①脱脂 ②エッチング ③化学研磨 ④化学梨地 ⑤アノード酸化 ⑥テフロン微粒子浸漬 ⑦封孔 2023-06-30 11:07:11 未 未/10 Q.93【平常演習】アノード酸化膜の機能と応用を調べましょう 2 21512279-エネルギー化学-0628.pdf 2023-06-30 11:07:09 未 未/0 Q.57【平常演習】電気化学センサーを説明してみましょう 1 pH1メーターを選んだ。pHメーターは水溶液中の水素イオン濃度を測定する電極である。2つの基準電極が、水素イオンだけを透過する薄膜に隔てられていることで膜の両側に電位差が生じる。この電位差を測定することでpHが測定できる。この構造に加え、温度補正用のサーミスターが加わったものが実際にpHメーターとして利用される。 2023-06-25 12:17:35 未 未/0 Q.57【平常演習】電気化学センサーを説明してみましょう 2 21512279-エネルギー化学-0615 (1).pdf 2023-06-25 12:17:30 未 未/0 Q.85【平常演習】電気化学測定法を調べよう 1 電位差測定法を選んだ。電位差測定法は、溶液中のイオン濃度や酸化還元電位を測定することでpHメーターなどに用いられる。 イオンの測定は、溶液中のあるイオンに選択的に応答する膜をもった電極を作用電極として用いる。 pH標準液に電極を浸し、温度一定の条件下で電位差とpHの関係を求めると以下に示す図のように、膜電位差からpH値を知ることが出来る。 2023-06-17 06:57:22 未 未/0 Q.85【平常演習】電気化学測定法を調べよう 2 21512279-エネルギー化学-0615.pdf 2023-06-17 06:57:18 未 未/0 Q.83【平常演習】水電解のエネルギー変換効率を求めてみましょう 1 表5.5の水電解槽からBBCの電解槽を選んだ。加圧していないので力学エネルギーの収支はないと仮定して、25℃から電解槽温度80℃までに必要な熱エネルギーの収支を計算する。 H2O(l,25)=H2O(l,80)-4.1415kJ H2(g,25)=H2(g,80)-1.584kJ 1/2O2(g,25)=1/2O2(g,80)-0.8085kJ H2O(l,80)=H2(g,80)+1/2O2(g,80)-284.051kJ よって80℃での生成エンタルピーは284.051kJとなる。 エントロピーの温度依存性はないと仮定すると、80℃の生成ギブズエネルギーはΔH-TΔSより233.6kJ/molとなる。これをファラデー定数と反応に関与する電子数2で割ると理論分解電圧1.21Vが得られる。表5.5の槽電圧2.04Vから理論分解電圧をひくと過電圧0.80Vとなる。理論分解電圧÷槽電圧より電圧効率は59%である。また、水素を理想気体として単位換算した電解電力で生成エンタルピーを割ると、エネルギー変換効率72%が得られる。 2023-06-10 12:52:35 未 未/10 Q.83【平常演習】水電解のエネルギー変換効率を求めてみましょう 2 21512279-阿部千愛-エネルギー化学67.pdf 2023-06-10 12:52:32 未 未/0 Q.79【平常演習】電極近傍の電位プロファイルを描いてみましょう 1 ダニエル電池の放電においてCu2+は電子を受け取ってCuとなり、ZnはZn2+として溶解して電子を放出している。 2023-06-07 05:28:45 未 未/10 Q.79【平常演習】電極近傍の電位プロファイルを描いてみましょう 2 21512279エネルギー化学.pdf 2023-06-07 05:28:43 未 未/0 Q.77【平常演習】めっきについて調べよう 1 めっきを施された工業製品として受軸鋼(ベアリング)を選んだ。ベアリングにはクロムめっきが施される。クロムめっきの建浴は、無水クロム酸(クロムクロム)を主成分とし、これに触媒として微量の硫酸を添加した薬品をめっき槽に投入してめっき液が調合される。クロムめっきには装飾クロムめっきと硬質クロムめっきがあり、ベアリングには硬質クロムめっきが施される。両者の違いはめっき層の厚さであり、前者は1μm以下、後者は1μm以上の厚さで形成される。 2023-05-27 16:03:23 未 未/10 Q.77【平常演習】めっきについて調べよう 2 ハルセル.pdf 2023-05-27 15:14:05 未 未/0 Q.75【平常演習】等電位線と電気力線を描いてみよう 1 2023-05-23 11:18:54 未 未/10 Q.75【平常演習】等電位線と電気力線を描いてみよう 3 21512279 0523.pdf 2023-05-23 11:18:50 未 未/0 Q.73【平常演習】電気用図記号や配線用図記号を描いてみよう 1 2023-05-10 16:53:57 未 未/10 Q.73【平常演習】電気用図記号や配線用図記号を描いてみよう 2 エネルギー化学.pdf 2023-05-10 16:53:54 未 未/0 Q.71【平常演習】送電に伴う電力ロス 1 電子レンジは500wで温めるときおよそ1kWhの電力を消費する。電力は電流×電圧で求められるので1÷6.6kV=0.15Aの電流が架空配電線を流れる。変電所からキャンパスまでの距離は5kmであるので5×0.187=0.935Ω。発熱は電気抵抗×電流^2で求められるので0.935×(0.15)^2=0.021W。1kWhに対するエネルギー損失はおよそ21mWであると分かる。
A.家電機器では電子レンジを例として考える。 消費電力500Wで1300Wの消費電力となる。 1300÷6600=0.197A 0.935Ω×0,197A=0.0363W=36mW よって、1300Wに対するエネルギー損失は36mWhであるといえる。
A.家電:ヘアアイロン 消費電力380?500W つまり0.5kW 6600V CVTの銅線の電線を用いると想定すると 0.5÷6.6=0.0757A? 米沢キャンパスで使うと想定すると 電気抵抗が0.935Ωなので 0.935×(0.0757)?=0.00535W=5.35mW 1kWhあたりのエネルギー損失は5.35mWであることが分かった。
A.エネルギー変換については、熱エネルギーは温度差がないと有効に利用できないことが重要なポイントである。熱エネルギーは使える部分と使えない部分に分かれ、その差は温度差の有無によって決まる。熱エネルギーはpV=nRT(理想気体の状態方程式)やmZF E(エネルギー保存の法則)で表される。 エネルギーは使われた後に最終的には熱に変換されるため、エネルギーは消滅しないが、使えなくなったものは実質的にごみとして扱われることがある。火力発電ではエネルギーロスを少なくするためにコンバインドサイクル発電が用いられる。これは発電で発生した熱を再利用して発電に利用する方法である。 発電効率を上げるためには周りの環境を下げる必要があるが、火力発電の場合は水温を下げることが難しいため、火の出力を上げることが考えられる。超臨界水を利用することで、374℃、224mPaの条件で効率的な発電を行うことが可能である。 イオン交換水の敵は二酸化酸素であり、分析化学においては純度を保つために注意が必要である。 電気の伝導度(導電率)は金、銀、銅、アルミニウムなどが大きいですが、銅は重量があるため高地を通すのには向かないことがある。アルミニウムは強度が足りないため、中心に鉄芯を入れて強度を出すことが行われることもある。 電信柱に設置されている柱上変圧器は6600Vで高圧架空電線路で送電されてきた電力を実効値100・200Vに変圧し低圧架空電線路・低圧引き込み電線を経て各家庭に分配される。そこで、柱上変圧器から家までの送電にかかるエネルギー損失を考えることとした。低圧架空電線に用いる電力ケーブルは通常OW線であるため、今回は公称断面積100mm^2のOW線を選んだ。また、JISにより定められた公称断面積100mm^2のOW線の20℃における最大導体抵抗は0.185Ω/kmである。今回はこの値を用いて考える。 家庭機器として電子レンジを選ぶとし、電圧は実効値100V、消費電力は500Wとした。そのため電流は5Aとなった。 柱上変圧器から低圧引き込み電線の分岐ポイントまでの距離を100mと仮定すると、電気抵抗は0.1km×0.185Ω/km=0.0185Ω。したがって発熱は0.0185Ω×(5A)^2=0.46W このため、500Wの電力消費に対するエネルギー損失は0.46Wであると推定される。 コンバインドサイクル発電について調べた ンバインドサイクル発電では、まずガスタービンを使用してガスを燃焼させ、その排気を利用して蒸気を発生させる。そしてその蒸気を再び蒸気タービンで利用して発電を行う。このようにして、排熱を再利用することで発電効率を向上させる仕組みである。 コンバインドサイクル発電は二つのサイクル(ガスタービンサイクルと蒸気タービンサイクル)を組み合わせることから、名前が付けられている。この方式は、従来の火力発電よりも高い発電効率を持ち、同じ燃料の消費量でより多くの電力を生み出すことができるため、エネルギー効率の向上や環境への負荷軽減に寄与している。
A.銅線を選んで、ヘアアイロンは消費電力380?500W 0.5Wとすると、 米沢キャンパスで使うと仮定したとき電気抵抗 0.935Ωになる。 0.935×(0.0757)?=0.00535W=5.35mW 1kWhに対するエネルギー損失 5.35mWである。エネルギー損失の計算ができるようになった。
A.送電に伴う電力ロスを調べた。 電力ケーブルは架空配電線を選んだ。材質は主に銅であり、物性値から電力ケーブルのスペックに食い違いはない。 電気ストーブの消費電力は1.2kWなので1.2kWを6.6kVで割ると、0.1818Aとなる。 電気ストーブの使用によって架空配電線を流れる電流は0.1818Aとなる。 米沢変電所から1km先の家を仮定すると電気抵抗が1kw×0.187Ω/km=0.187Ω 0.187Ω×0.18^2=0.0060588W=6.0588mW これがエネルギー損失である。
A.再話 材料と化学結合について講義する。 物質には様々な物性があるが、今回は電気物性について掘り下げる。 結合によって導電率が左右される。 イオン結合は個体は小さいが液体や溶融塩は高い。 共有結合は、黒鉛などを除いて基本的に絶縁。 金属結合は導電率が大きい。 発表 電線について、アルミの線で考えた。 断面積を95平方ミリメートル、全部がアルミで出来ていて、抵抗率が2.50とすると、抵抗は0.02375オームとなった。 かなり小さい値であるが、大きな電力を送るときは影響が出るのだろう。 復習 導電性高分子について調べたところ、ポリアセチレンが代表例として挙げられた。 主に携帯電話のフィルムに使われる。
A. 電線の材料は銅線である。銅線を通って家まで来る電気はエネルギー損失を伴う。エネルギー損失は電気抵抗の度合いで決まり、長さに比例する。 チーム名は、絶縁他。役割は、司会進行。メンバーは、平尾朱理、大堀颯斗、宍戸智哉。話し合った内容は、家に来るまでの電線で損失するエネルギーについて話し合いました。 私は、家ではVVFというケーブルを使用していると仮定しました。VVFの種類は600Vの直径2mmを選択しました。断面積は3.14mm^2と計算されます。 600VVVFは銅線であるため、銅の抵抗率を1.55×10^-8Ω・mとし、1kmあたりの電気抵抗は、0.0494Ω/kmとなります。カタログの最大導電抵抗値は5.65Ω/kmでありました。最大値であるため、計算で求めた結果も含まれると考えます。 家電は、電子レンジを使うと仮定しました。電子レンジの消費電力を1kWとし、0.6kVで割ると流れる電流は1.67Aであることが分かります。架空配電線の電気抵抗は、米沢変電所から家までの距離(4km)×最大導電抵抗値であるため架空配電線の電気抵抗は22.6Ωであることが分かります。発熱は電気抵抗×電流の二乗であることから約63.0Wであることが求められた。よって、1kWに対するエネルギー損失は63.0Whと考えられる。
A.私たちの班名はでレンジです。 私たちの班では、架空送電線について調べ、この種類の電線は鋼入アルミより線や裸硬銅より線で構成されている。 三相3線式線路に必要な電力Pは、 P=EVIcosΘ また、抵抗損はPe=3I^2Rで求まる。 ジュール熱の発生による電力損失は、Pa=RI^2=RP/Ve^2となる。 これらを用いて、電子レンジを対象に1kwh当たりのエネルギー損失は、 一般的な定格高周波出力が500Wなら1kw,100kwなら1.5kwであるため、 1kwを6.6kVで割ると、電子レンジの使用によって架空送電線を流れる電流は0.15Vとなる。 講義ではここまでの情報しか集めることができず、具体的なエネルギー損失を求めることができなかった。
A.
A.講義の再話 金属や半導体について電流の流しやすさに関わる因子としての導電率、濃度を学んだ。 状態図とは固体、液体、気体、超臨界状態の状態を示した図で、イオン結晶は融点や沸点が高いという特徴がある。 発表の要旨 演題:送電に伴う電荷ロス チーム名:左後ろ メンバー:川口倖明 川前勇斗 斎藤里奈 舟泉まい 高根澤颯太 役割:調査 復習の内容 地中送電線について調査した。 地中送電線に使用されている材質は架橋ポリエチレンが使用されており、その体積抵抗率は1×10^18Ωcmで換算すると1kmあたり1×10^27Ωkmとなった。 また、電子レンジを500wで使用したとき1kwhとなりこれを6.6Vで割ると0.15Aとなり、これが地中送電線を流れる電流量となる。
A. 材料の分類や結合の種類について学んだ。 家に帰ってから講義資料をもう一度読み直し、講義内容の理解を深めた。
<!-- 課題 課題 課題 -->
<li>
<a href='https://edu.yz.yamagata-u.ac.jp/developer/WebClass/WebClassEssayQuestionAnswer.asp?id=217'>
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大学教育の質の保証・向上ならびに 電子化及びオープンアクセスの推進の観点から 学校教育法第百十三条に基づき、 教育研究活動の状況を公表しています。
第百十三条 大学は、教育研究の成果の普及及び活用の促進に資するため、その教育研究活動の状況を公表するものとする。