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エンジニアの仕事効率を上げる知識をシェアするWeb記事/機械設計/TPS/QC品質管理

電気工学

電圧降下とは?計算式と電線サイズの選定

「配線を長く延ばしたら、末端の機器がうまく動かなくなった」 現場でよくあるこのトラブルの原因が、本記事のテーマである電圧降下です。 電圧降下とは、電線自身の抵抗によって、電源から離れるほど電圧が下がっていく現象です。 内線規程には許容値と計算…

デマンドとは?契約電力と電気料金の仕組み

「たった30分の使いすぎで、1年間の電気料金が上がってしまった」 高圧受電の工場やビルで実際に起こるこの現象のカギが、本記事のテーマであるデマンドです。 デマンドとは、30分ごとの平均使用電力のことで、その最大値が契約電力、つまり基本料金を決めて…

単相三線式とは?100Vと200Vの仕組みと計算

「同じ分電盤から、100Vのコンセントと200Vのエアコンが両方とれるのはなぜだろう」 その答えが、本記事のテーマである単相三線式です。 単相三線式とは、3本の電線で100Vと200Vの両方を取り出せる配電方式で、住宅からビル・工場の電灯回路まで、最も身近な…

短絡と地絡とは?違いと保護協調を解説

「短絡と地絡、どちらも事故なのは分かるが、何がどう違うのか説明できない」 電気設備に関わると必ず突き当たるこの疑問に答えるのが、本記事のテーマである短絡と地絡です。 短絡は電線どうしが直接つながってしまう事故、地絡は電気が大地に漏れてしまう…

クランプメーターとは?使い方と漏れ電流測定

「回路を切らずに、動いている設備の電流を測りたい」 この現場の要望に応える測定器が、本記事のテーマであるクランプメーターです。 クランプメーターとは、電線を挟むだけで電流を測定できる計測器で、活線のまま安全に測れることから保全現場の必携工具…

防爆とは?防爆構造の種類と危険場所の区分

「塗装ブースの近くでは、普通の照明やスイッチを使ってはいけないと言われた。なぜだろう」 その理由を説明するのが、本記事のテーマである防爆です。 防爆とは、可燃性ガスや蒸気・粉じんのある場所で、電気機器が爆発の火種にならないようにするための技…

電磁接触器とは?電磁開閉器とサーマルリレー

「制御盤の中でカチッと音を立てて動く、あの黒い四角い部品は何だろう」 その正体が、本記事のテーマである電磁接触器です。 電磁接触器とは、電磁石の力で接点を開閉し、モータなどの大きな負荷の電気を入り切りする機器です。 サーマルリレーと組み合わせ…

同期電動機とは?回転原理と特徴・用途を解説

「誘導電動機は同期速度より少し遅れて回るのに、同期電動機はぴったり同じ速さで回る、とはどういうことか」 その違いを生む仕組みを整理してくれるのが、本記事のテーマである同期電動機です。 同期電動機は、回転磁界とまったく同じ速さで回り続けるモー…

サイリスタとは?位相制御と整流の仕組みを解説

「電車のモーター制御や大電力の調整に使われるサイリスタとは、いったいどんな部品なのか」 その疑問に答えてくれるのが、本記事のテーマであるサイリスタです。 サイリスタは、ゲートへの小さな信号で大電力のオンを始められる、スイッチのように働くパワ…

コンバータとは?AC-DC・DC-DC変換を解説

「スマホの充電器の中では、コンセントの電気がどう変えられているのか」 その内部で働いているのが、本記事のテーマであるコンバータです。 コンバータは、ある形の電気を別の形に変える電力変換器の総称で、交流を直流にしたり、直流の電圧を変えたりしま…

IGBTとは?構造・用途とMOSFETの違いを解説

「電車やエアコンのインバータに使われるIGBTとは、いったいどんな部品なのか」 その正体を整理してくれるのが、本記事のテーマであるIGBTです。 IGBTは、大きな電力を高速でオンオフできるパワー半導体で、トランジスタとMOSFETの長所を組み合わせた構造を…

スイッチング電源とは?仕組みと効率を解説

「昔のACアダプタは重かったのに、今の充電器はなぜあんなに小さく軽いのか」 その小型化を実現したのが、本記事のテーマであるスイッチング電源です。 スイッチング電源は、半導体スイッチを高速でオンオフして電力を変換する電源で、高効率かつ小型という…

検電器とは?使い方と停電作業の手順

「ブレーカーを切ったから、もう電気は来ていないはず」 この「はず」が招く感電災害を防ぐ最後の砦が、本記事のテーマである検電器です。 検電器とは、電路に電圧が残っていないかを確認するための測定器具で、停電作業の安全を支える必須アイテムです。 そ…

進相コンデンサとは?力率改善の容量計算

「工場の電気代を下げるために使う進相コンデンサとは、いったいどんな機器なのか」 その疑問に答えてくれるのが、本記事のテーマである進相コンデンサです。 進相コンデンサは、モーターなどが生む遅れの無効電力を打ち消し、力率を改善する機器です。 力率…

キュービクルとは?高圧受電設備の構成を解説

「工場の片隅やビルの屋上にある、あの金属の箱は何だろう」 その正体が、本記事のテーマであるキュービクルです。 キュービクルとは、6,600Vの高圧で受電するための機器一式を1つの金属製の箱に収めた、キュービクル式高圧受電設備のことです。 工場・ビル…

スターデルタ始動とは?始動電流1/3の計算

「大きなモーターを起動するときに使うスターデルタ始動とは、いったいどんな方法なのか」 その疑問に答えてくれるのが、本記事のテーマであるスターデルタ始動です。 スターデルタ始動は、始動時だけ巻線をスター結線にして、大きな始動電流を3分の1に抑え…

トラッキング現象とは?電気火災の原因と対策

「誰もいない深夜、使ってもいない家電のコンセントから火が出る」 そんな不可解な火災の正体が、本記事のテーマであるトラッキング現象です。 トラッキング現象とは、コンセントとプラグの隙間にたまったほこりが湿気を吸い、微小な放電を繰り返した末に、…

ヒューズとは?種類と溶断特性・選定を解説

「ブレーカーの時代に、なぜヒューズはなくならないのか」 その答えを握るのが、本記事のテーマであるヒューズの溶断特性と限流効果です。 ヒューズとは、過大な電流が流れると内部の金属(可溶体)が溶けて回路を遮断する、最も古くて最も速い保護部品です…

UPSとは?無停電電源装置の給電方式と選定

「停電が起きてもサーバーや生産設備を止めたくない、そのために使うUPSとは何なのか」 その疑問に答えてくれるのが、本記事のテーマであるUPS(無停電電源装置)です。 UPSは、停電や瞬間的な電圧低下が起きても、電池にためた電力で機器へ給電を続ける装置…

PASとは?UGSとの違いと波及事故の防止

「構内の電気事故で、近隣の工場まで停電させてしまった」 高圧受電の需要家にとって最悪のシナリオである波及事故を防ぐ門番が、本記事のテーマであるPASです。 PASとは、構内第1号柱に取り付けられる高圧の区分開閉器で、SOG制御装置と組み合わせて構内事…

電線・ケーブル選定とは?許容電流と太さの計算

「電線の太さは、どうやって決めればよいのか」 その判断基準を整理してくれるのが、本記事のテーマである電線・ケーブルの選定です。 電線が細すぎると、発熱して火災の原因になったり、電圧が下がって機器が正常に動かなくなったりします。 適切な太さを選…

圧着端子とは?種類・サイズ選定と圧着工具

「端子のねじは締まっているのに、接続部だけが熱い」 そんな接続トラブルの多くは、電線の端末処理、つまり本記事のテーマである圧着端子の良し悪しに行き着きます。 圧着端子とは、電線の端に取り付けて、ねじ端子などへ確実に接続できるようにする金属部…

発電機の原理とは?仕組みと種類を解説

「私たちが使う電気は、どうやって作られているのか」 その答えの中心にあるのが、本記事のテーマである発電機です。 発電機は、機械的な回転の力を電気エネルギーに変える機器で、発電所から自動車、非常用電源まで、電気を生み出すあらゆる場面で使われて…

サージとは?雷サージとSPDの対策を解説

「落雷の後に家電が壊れた、というのはなぜ起こるのか」 その原因を整理してくれるのが、本記事のテーマであるサージです。 サージは、瞬間的に発生する非常に高い電圧で、雷や機器の開閉によって生じ、電子機器を一瞬で破壊することがあります。 電子機器が…

非常用発電機とは?種類と負荷試験・法定点検

「いざ停電したとき、うちの発電機は本当に回るのだろうか」 この不安に正面から答えるのが、本記事のテーマである非常用発電機の維持管理です。 非常用発電機は、停電時に消防用設備や重要負荷へ電気を送る、防災と事業継続の最後の砦です。 そして「いざと…

ノイズ対策とEMCとは?原因と対策を解説

「機器が時々誤動作する、原因はノイズだと言われたが、ノイズとは何なのか」 その正体と対策を整理してくれるのが、本記事のテーマであるノイズ対策とEMCです。 電気的なノイズは、機器の誤動作や通信障害を引き起こす厄介な存在で、電子機器が増えた現代で…

制御盤とは?構成と配線・部品の基本を解説

「工場の機械の脇にある、たくさんの部品が並んだ箱は何をしているのか」 その中身を整理してくれるのが、本記事のテーマである制御盤です。 制御盤は、機械や設備を動かすための電気部品をまとめて収めた箱で、電力の供給と動作の制御を一手に担います。 工…

SiC・GaNパワー半導体とは?Siとの違いを解説

「電気自動車や急速充電器で注目されるSiCやGaNとは、いったいどんな半導体なのか」 その疑問に答えてくれるのが、本記事のテーマであるSiC・GaNパワー半導体です。 SiC(炭化ケイ素)とGaN(窒化ガリウム)は、これまで主流だったシリコンの限界を超える次…

感電とは?危険性と防止対策・許容電流を解説

「電気はなぜ危ないのか、どのくらいの電気で危険になるのか」 その答えを整理してくれるのが、本記事のテーマである感電です。 感電は、人体に電流が流れることで起こり、しびれから心臓の停止まで、深刻な危害をもたらすことがあります。 電気を扱ううえで…

ブレーカーとは?種類と容量の選び方を解説

「電気を使いすぎるとブレーカーが落ちるけれど、あれは何をしているのか」 その役割と選び方を整理してくれるのが、本記事のテーマであるブレーカーです。 ブレーカーは、過大な電流が流れたときに回路を自動的に遮断し、電線や機器、そして人を守る安全装…