技術士

economy/1605 ／ 377 レス／ 2011/09/25〜2014/05/25

1 ：名無しさんの冒険：2011/09/25(Sun) 15:42: 技術士に関するＱ＆Ａは，ここに書き込んでください．

リンクは >>2 です．
2 ：名無しさんの冒険：2011/09/25(Sun) 15:42 ID:cSmqovnFRG59: 公益社団法人　日本技術士会　http://www.engineer.or.jp/

Webラーニングプラザ技術者 e ラーニング（独）科学技術振興機構　無料
http://weblearningplaza.jst.go.jp/

Webラーニングプラザとは?

技術者の継続的能力開発や再教育の支援を目的とし，科学技術振興機構が無料にて提供する，技術者向けｅラーニングサービスです．ライフサイエンス，情報通信，環境，ナノテクノロジー・材料，電気電子，機械，化学，社会基盤，安全，科学技術史，総合技術監理，技術者倫理，知財，フロンティア，技術者教養に関する教材を学習できます．

Wikipedia.org http://www.wikipedia.org/
Wikibook http://www.wikibooks.org/
エキサイト翻訳 http://www.excite.co.jp/world/english/
TxtReader http://homepage3.nifty.com/ppc_soft/TxtReader/
Windows Media Encorder 9 Series
http://www.microsoft.com/downloads/details.aspx?FamilyID=5691ba02-e496-465a-bba9-b2f1182cdf24&displayLang=ja
3 ：名無しさんの冒険：2011/09/25(Sun) 15:43 ID:cSmqovnFRG59: 技術士 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%8A%80%E8%A1%93%E5%A3%AB
技術士（ぎじゅつし，Professional Engineer）は，技術士法（昭和58年4月27日法律第25号）に基づく日本の国家資格です．有資格者は技術士の称号を使用して，登録した技術部門の技術業務を行えます．

技術士補（ぎじゅつしほ，Associate Professional Engineer）は，将来技術士となる人材の育成を目的とする，技術士法に基づく日本の国家資格です．
有資格者は技術士の指導の下で，技術士補の称号を使用して，技術士を補佐する技術業務を行えます．

試験の特徴

長い実務経験を要する

技術士の第一次試験は，受験の資格がありません．つまり，誰でも受験できます．また，技術士の第二次試験を受験するには，原則として7年（総合技術監理部門は10年）の実務経験が必要です．ただし，4年以上の実務経験を有する技術士補の資格を有している者，もしくは監督者の下での4年を超える実務経験がある者も受けられます．また，大学院で学んでいた場合には，最大で2年までその実務経験に算入することができます．つまり，条件を満たせば，最短2年の実務経験で資格を取得することは可能です．

実務経験には第三者の証明が必要

実務経験の申告には所属する企業等の証明（代表取締役印など）が必要です．すでに他の部門の技術士である者は自己証明でいいのです．
4 ：名無しさんの冒険：2011/09/25(Sun) 15:43 ID:cSmqovnFRG59: 論述式試験を重視

制度変更で一次試験は択一式のみになり，二次試験も記述量を削減したが，依然として論述式試験の重要度は高く，二次の筆記試験は総合技術監理部門の必須科目をのぞき，すべて論述式です．

科目免除がほとんどない

一次試験の共通科目とJABEE認定，総合技術監理部門の選択科目を除き，他の国家資格や学歴を有していても科目免除されません．

科目合格がない

筆記試験に合格したが口頭試験に不合格したという場合でも，翌年の筆記試験は免除されず，はじめから再受験しなければなりません．

受験申込書も審査対象

受験申込書に添付する業務経歴書は，後日口頭試験で使用される答案の一部です．技術的な問題解決を主体的に行って来た経歴を有しているか，また技術的体験論文と照合して矛盾がないか（他人の業績や会社の業績を書いていないか）を審査します．
5 ：名無しさんの冒険：2011/09/25(Sun) 23:20 ID:cSmqovnFRG59: 最大限の生産

機械の最大の生産性に合わせて，労働と財，資金を調達しましょう．
そうすれば，生産者は最大限に財を生産できるでしょう．

Maximum production

To the maximum productivity of the machine, let's raise labor and goods, a fund.
Then, the producer may produce goods to the maximum.
6 ：名無しさんの冒険：2011/09/28(Wed) 11:06 ID:h9PUv/F4ZJ1H: 物理学 http://ja.wikibooks.org/wiki/%E7%89%A9%E7%90%86%E5%AD%A6

電気 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E6%B0%97
基礎電磁気学ノート http://www.mns.kyutech.ac.jp/~kishine/teaching10/em10_0326c.pdf
電気磁気学特論 http://www.akita-nct.ac.jp/yamamoto/lecture/2007/p1/syllabus.pdf

基礎制御講義資料 http://mech.u-fukui.ac.jp/~Kawa-Lab/lecture/basic/basiccnt.htm
システム制御工学 http://www.ube-k.ac.jp/~oki/class/SC/H20.pdf

>Slab software home page： http://scilabsoft.inria.fr/
>Scilab 日本語ドキュメント： http://www.ecl.sys.hiroshima-u.ac.jp/scilab/docjp.html
>Scilab 入門： http://www.ecl.sys.hiroshima-u.ac.jp/scilab/introscilab/introscilab.html
>SCILAB 入門編： http://feedback.mech.fukui-u.ac.jp/scilab/scilab0.html
>SCILAB とは： http://atmori.hp.infoseek.co.jp/scilab/
>Scilab を中心としたMATLABクローン即席入門講座：http://www.bekkoame.ne.jp/~ponpoko/Math/Scilab.html

>Maxima http://phe.phyas.aichi-edu.ac.jp/~cyamauch/maxima/
>Maxima 簡易マニュアル http://www.bekkoame.ne.jp/~ponpoko/Math/maxima/ManualBook/ManualBook.html/
>Maxima(マキシマ) の使い方　wxMaxima http://chemlove.com/chem/maxima/
>Maxima Tips http://www.math.kochi-u.ac.jp/docky/Maxima/maximatips/maximatips.html
>Hecke Algebra : 講義資料: プログラミング演習１ : 計算機代数テキスト(第二章) http://kako.ics.nara-wu.ac.jp/~kako/ca2005/chap2.pdf
7 ：名無しさんの冒険：2011/09/28(Wed) 11:28 ID:ukhZGPTTu7fS: >>6

誤

電気磁気学特論 http://www.akita-nct.ac.jp/yamamoto/lecture/2007/p1/syllabus.pdf

正

電気磁気学特論 http://www.akita-nct.ac.jp/yamamoto/lecture/2007/p1/index.html
8 ：名無しさんの冒険：2011/09/28(Wed) 18:33 ID:ukhZGPTTu7fS: Electricity http://en.wikipedia.org/wiki/Electricity
FHSST Physics http://en.wikibooks.org/wiki/FHSST_Physics
FHSST Physics PDF version http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/81/FHSST_Physics.pdf
Home ＞ Courses > Physics http://ocw.mit.edu/courses/physics/
Physics 217 lecture and reading outline, Fall 2002 http://www.pas.rochester.edu/~dmw/phy217/Lectures.htm

Control theory http://en.wikipedia.org/wiki/Control_theory
Sontag, Eduardo (1998). Mathematical Control Theory: Deterministic Finite Dimensional Systems. Second Edition. Springer. ISBN 0-387-984895.
http://www.math.rutgers.edu/~sontag/FTP_DIR/sontag_mathematical_control_theory_springer98.pdf

Control engineering http://en.wikipedia.org/wiki/Control_engineering
Classical Control Theory: A Course in the Linear Mathematics of Systems and Control http://users.auth.gr/kappos/bk-clcon.pdf
Control Systems http://en.wikibooks.org/wiki/Control_Systems
Control Systems http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e4/Control_Systems.pdf
Control Systems with Scilab http://scilab.in/files/workshops/29-11-2010-mumbai/controls.pdf
9 ：名無しさんの冒険：2011/09/28(Wed) 18:34 ID:ukhZGPTTu7fS: >>6-8

微分積分を使わない方が間違いは少ないでしょう．

There will be few mistakes the person who does not use the differential calculus integral calculus.
10 ：名無しさんの冒険：2011/10/01(Sat) 23:33 ID:1wigPAmQdbww: >>05

企業の利益は総費用よりも大きい場合があります．
例えば，一個あたりの財の費用が数銭単位だとします．
消費者が支払えるように費用を円単位に調整します．
一円から数銭を引いた値を一個あたりの財の価格に入れるのです．
企業の利益を円単位に調整する場合，企業の利益は費用よりも多いです．
しかし，企業の利益が費用と等しい場合があります．
例えば，同じグループ企業内で総費用と財・サービスを売買する場合です．
この場合，企業の利益と費用は等しくなるでしょう．
したがって，上記のような企業の利益と費用の関係は以下のように表せます．

p=>c

The profit of the company may be bigger than a total cost.
For example, it is said that the expense of the goods per one is a several sen unit.
I regulate an expense to a yen unit so that consumers can pay.
I classify the value that substracted several sen from 1 yen into the price of goods per one.
When I regulate the profit of the company to a yen unit, there is more profit of the company than a cost.
However, the profit of the company may be equal with a cost.
For example, when I buy and sell a total cost and a goods, service in the same group companies.
In this case the cost will equal the profit of the company.
Therefore, the profit of the company such as the above can refer to the relations of the cost as follows.

p=>c
11 ：名無しさんの冒険：2011/10/01(Sat) 23:51 ID:1wigPAmQdbww: >>10

Mistake

substracted several sen from 1 yen

It is correct.

subtracted several sen form 1 yen

Mistake

a total cost and a goods

It is correct．

the total cost and the goods, service
12 ：名無しさんの冒険：2011/10/02(Sun) 16:48 ID:zXTkK3RQLfgm: >>1さん、ええスレ立てたな。
わしはやな、何度も抗争で体かけてますわ。
大阪戦争でもやな、一和会の加茂田の補佐してた中岡やな、わしのコルトパイソンの34口径でやな、山健の者や往生せえ言うてやなバァンいうて弾いたわな。撃鉄がガチャーンいうてやな、反応しよった訳や。反動が凄いわな、34口径やから。
そらそやろ？山健やからな、山健四天王の喧嘩の山健組や。こらイケイケの武闘派組織ですわな、大阪の山健ですわ。
それでやな硝煙反応があるからな、こらあかん思うて飲みに行ったんや、銀座の高級キャバレーやな。
その後にやな、加茂田の田中を弾いた件で懲役25年ですわ、そらそやろ？行動隊でバァンいってるんやから。敵無しの中島行動隊や！山健や！
熊本刑務所でみっちり23年の月日を懲役務めてやな、網走にも5年や。わしも金バッチやな、当たり前やがな、喧嘩行動隊の特殊部隊の功労者やからな。
ヤクザいうもんは捨て身ですわ、これが本物のヤクザですわな。
13 ：名無しさんの冒険：2011/10/02(Sun) 19:15 ID:2kuGj+nW5WYZ: 生産者行動の再考察
2011年10月2日

起業する場合には，機械の最小ロットの下で財と労働，資金を調達します．
生産は，機械の最大ロットの下で財と労働，資金を調達しましょう．
その際，企業は総費用を最小化します．
そのうち，変動費用を最大化します．
また，固定費用は最小化しましょう．

一回分の最大ロットの総費用と同額の引当金が出来たら，次のような行動に出ます．
それは，一回分の最大ロットの財とサービスを無料で配るのです．
この期間に生産地域を拡大するのです．
その期間に損失が出たら，その引当金で補います．
これを繰り返すのです．

The re-consideration of the producer action
October 2, 2011

When I make a company, I raise goods and labor, fund, under the smallest lot of the machine.
The production will raise goods and labor, fund, under the biggest lot of the machine.
The company minimizes a total cost on this occasion.
In addition, maximize variable costs.
Moreover, the fixed cost will minimize.

If there are a total cost of the biggest lot for one time and a reserve fund of the same amount, I go for the following action.
It distributes goods and service of the biggest lot for one time free.
During this period, the company enlarge a production area.
If a loss is given during the period, the company supplement it in the reserve fund.
I repeat this.
14 ：名無しさんの冒険：2011/10/02(Sun) 19:17 ID:2kuGj+nW5WYZ: >>12

俺だったら，身代わり作るけどな．
15 ：名無しさんの冒険：2011/10/02(Sun) 19:56 ID:2kuGj+nW5WYZ: >>13

Mistake

a total cost ..., I go
the company enlarge
If a loss is given during the period, the company supplement

It is correct．

If there are the total cost of the biggest lot for one time and a reserve fund of the same amount, the company goes for the following action.
It distributes goods and service of the biggest lot for one time free.
During this period, the company enlarges a production area.
If a loss is given during the period, the company supplements it in the reserve fund.
I repeat this.
16 ：名無しさんの冒険：2011/10/02(Sun) 19:58 ID:2kuGj+nW5WYZ: >>13, >>15

Mistake

I repeat this.

It is correct．

The company repeats this.
17 ：名無しさんの冒険：2011/10/02(Sun) 19:59 ID:2kuGj+nW5WYZ: 大きくなりたい奴は起業しような!!
18 ：名無しさんの冒険：2011/10/02(Sun) 21:03 ID:UKGjJxMeutjN: その疳の虫が出てくると、まわりにいる親類や友人みんな不幸になる。
19 ：名無しさんの冒険：2011/10/03(Mon) 00:04 ID:2kuGj+nW5WYZ: 線形計画問題

線形計画問題を考えます．

例題

工場では，財K，Lを生産します．
財KとLを組み合わせて，財MとNを生産します．
財Kを生産する量は，一日で360個です．
また，財Lを生産する量は，一日で240個です．
財Mを生産するには財Kを6個，財Lを2個使います．
また，財Nを生産するには財Kを3個，財Lを4個使います．
財Mの一個あたりの利益は，600です．
財Nの一個あたりの利益は，400です．
一日あたり，財Mをx個，財Nをy個生産します．

　　財K　　財L　　利益
財M　　6個　　2個　　600
財N　　3個　　4個　　400

財KとLの生産量360と240の下で，企業の利益Zが最大化するように財MとNを生産します．
このとき，財Mと財Nの生産量はどの位になるでしょうか？
また，企業の利益Zを最大化する場合，それはいくらになるでしょうか?
20 ：名無しさんの冒険：2011/10/03(Mon) 00:04 ID:2kuGj+nW5WYZ: 制約条件

財Kの一日あたりの生産能力
6x+3y<=360

財Lの一日あたりの生産能力
2x+4y<=240

非負条件
x, y => 0

目的関数
Z=600x+400y

制約条件は，係数を合計します．
そして，生産能力をその係数の合計で割ります．
さらに，その割った値をそれぞれの係数で掛けます．

360/(6+3)=40
40*6=240
40*3=120

240/(2+4)=40
40*2=80
40*4=160

ここで求めた値40, 40を制約条件のxとyに代入します．

制約条件

財Kの一日あたりの生産能力
6*40+3*40<=360

財Lの一日あたりの生産能力
2*40+4*40<=240

非負条件
x, y => 0

目的関数
40=40, x=yのとき，以下を得ます．

Z=600*40+400*40

財Mの利益は，600*40です．
財Nの利益は，400*40です．
企業の利益Zは，24000+16000=40000です．
21 ：名無しさんの冒険：2011/10/03(Mon) 00:06 ID:2kuGj+nW5WYZ: 例

工場では，財α，βを生産します．
財αとβを組み合わせて，財γとδを生産します．
財αを生産する量は，一日でC個です．
また，財βを生産する量は，一日でD個です．
財γを生産するには財αをa個，財βをc個使います．
また，財δを生産するには財αをb個，財βをd個使います．
財γの一個あたりの利益は，Aです．
財δの一個あたりの利益は，Bです．
一日あたり，財γをx個，財δをy個生産します．

　　　　財α　　財β　　利益
財γ　　a個　　　　c個　　　　A
財δ　　b個　　　　d個　　　　B

財αとβの生産量CとDの下で，企業の利益Zが最大化するように財γとδを生産します．
22 ：名無しさんの冒険：2011/10/03(Mon) 00:06 ID:2kuGj+nW5WYZ: 制約条件

財αの一日あたりの生産能力
ax+by<=C

財βの一日あたりの生産能力
cx+dy<=D

非負条件
x, y => 0

目的関数
Z=Ax+By

制約条件は，係数を合計します．
そして，生産能力をその係数の合計で割ります．
さらに，その割った値をそれぞれの係数で掛けます．

C/(a+b)=E
E*a=G
E*b=H

D/(c+d)=F
F*c=I
F*d=J

ここで求めたEとFを制約条件のxとyに代入します．
財αの一日あたりの生産能力
a*E+b*E <=C

財βの一日あたりの生産能力
c*F+d*F <=D

非負条件
x, y => 0

目的関数
E=F, x=yのとき，以下を得ます．

Z=A*E+B*E

財γの生産量は，E=Fです．
また，財δの生産量は，E=Fです．
財γの利益は，A*Eです．
財δの利益は，B*Eです．
企業の利益Zは，A*E+B*Eです．
23 ：名無しさんの冒険：2011/10/03(Mon) 00:20 ID:2kuGj+nW5WYZ: >>20に追加

財Mの生産量は，40です．
また，財Nの生産量は，40です．
24 ：名無しさんの冒険：2011/10/03(Mon) 07:19 ID:ADFMor0WY1k1: Linear programming
October 3, 2011

I think about the linear programming.

An exercise

In the factory, the company produces goods K, L.
It puts goods K and L together and produces goods M and N.
The quantity to produce goods K is 360 in a day.
Moreover, the quantity to produce goods L is 240 in a day.
It uses goods K six, goods L two to produce goods M.
Moreover, it uses goods K three, goods L four to produce goods N.
The profit per one of goods M is 600.
The profit per one of goods N is 400.
The x unit produces goods M per day.
Moreover, the y unit produces goods N per day.

Goods K Goods L Profit
Goods M 6 2 600
Goods N 3 4 400

The company produces goods M and N so that profit Z of the company maximizes, under a thing of 360 amount of production in goods L and a thing of 240 amount of production in goods K.

How much will the amount of production of goods M and goods N become then?
Moreover, how much will it become when the company maximizes profit Z of the company?

Constrained condition

Productive capacity of goods K per day
6x+3y<=360

Productive capacity of goods L per day
2x+4y<=240

A non-minus condition
x, y => 0

Object function
Z=600x+400y

The constrained condition adds up a coefficient.
And I divide productive capacity by the total of the coefficient.
Furthermore, I take the price that I fell below by each coefficient.

360/(6+3)=40
40*6=240
40*3=120

240/(2+4)=40
40*2=80
40*4=160

I substitute value (40, 40) that I found here, x and y of the constrained condition.

Constrained condition

Productive capacity of goods K per day
6*40+3*40<=360

Productive capacity of goods L per day
2*40+4*40<=240

A non-minus condition
x, y => 0

Object function
At the time of 40 = 40, x=y, I get the following.
Z=600*40+400*40

The amount of production of goods M is 40.
Moreover, the amount of production of goods N is 40.
The profit of goods M is 600*40.
The profit of goods N is 400*40.
Profit Z of the company is 24,000+16,000 = 40000．
25 ：名無しさんの冒険：2011/10/03(Mon) 07:19 ID:ADFMor0WY1k1: An example

In the factory, produces fortune α, β.
It puts goods α and β together and produce goods γ and δ.
The quantity to produce goods α is C unit in a day.
Moreover, the quantity to produce goods β is D unit in a day.
The a unit uses goods α to produce goods γ.
Moreover, the c unit uses goods β to produce goods γ.
The b unit uses goods α to produce goods δ.
Moreover, the d unit uses goods β to produce goods δ.

The profit per one of goods γ is A.
The profit per one of goods δ is B.
The x unit produces goods γ per day.
Moreover, the y unit produces goods δ per day.

Goods α Goods β Profit
Goods γ a c A
Goods δ b d B

Under amount of production C and D of goods α and β, the company produces goods γ and δ so that profit Z of the company maximizes it.

Constrained condition

Productive capacity of goods α per day
ax+by<=C

Productive capacity of goods β per day
cx+dy<=D

A non-minus condition
x, y => 0

Object function
Z=Ax+By

The constrained condition adds up a coefficient.
And I divide productive capacity by the total of the coefficient.
Furthermore, I take the price that I fell below by each coefficient.

C/(a+b)=E
E*a=G
E*b=H

D/(c+d)=F
F*c=I
F*d=J

I substitute E and F which I found here for x and y of the constrained condition.

Productive capacity of goods α per day
a*E+b*E <=C

Productive capacity of goods β per day
c*F+d*F <=D

A non-minus condition
x, y => 0

Object function
At the time of E=F, x=y, I get the following.
Z=A*E+B*E

The amount of production of goods γ is E=F.
Moreover, the amount of production of goods δ is E=F.
The profit of goods γ is A*E.
The profit of goods δ is B*E.
Profit Z of the company is A*E+B*E．
26 ：名無しさんの冒険：2011/10/03(Mon) 09:41 ID:gPGBKT06FPBX: 簿記　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%B0%BF%E8%A8%98
原価計算　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%8E%9F%E4%BE%A1%E8%A8%88%E7%AE%97
会計　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%BC%9A%E8%A8%88

Bookkeeping http://en.wikipedia.org/wiki/Bookkeeping
Cost accounting http://en.wikipedia.org/wiki/Cost_accounting
Accountancy http://en.wikipedia.org/wiki/Accountancy

経営戦略論
経営戦略論 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%B5%8C%E5%96%B6%E6%88%A6%E7%95%A5%E8%AB%96
ファイブフォース分析 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%95%E3%82%A1%E3%82%A4%E3%83%96%E3%83%95%E3%82%A9%E3%83%BC%E3%82%B9%E5%88%86%E6%9E%90

Strategic management
Strategic management http://en.wikipedia.org/wiki/Strategic_management
Porter five forces analysis http://en.wikipedia.org/wiki/Five_forces_analysis

生産管理
生産管理　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%94%9F%E7%94%A3%E7%AE%A1%E7%90%86
線形計画問題　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%B7%9A%E5%9E%8B%E8%A8%88%E7%94%BB%E5%95%8F%E9%A1%8C

流通 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%B5%81%E9%80%9A
活動基準原価計算 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%B4%BB%E5%8B%95%E5%9F%BA%E6%BA%96%E5%8E%9F%E4%BE%A1%E8%A8%88%E7%AE%97
増補版物流ABC準拠による物流コスト算定・効率化マニュアル http://www.chusho.meti.go.jp/shogyo/shogyo/2004/040524butu_abc_zouho.htm

Distribution (business) http://en.wikipedia.org/wiki/Distribution_(business)
Activity Based Costing http://en.wikipedia.org/wiki/Activity-based_costing
ACTIVITY BASED COSTING http://gametlibrary.worldbank.org/FILES/924_Activity%20based%20costing%20intro.pdf
Activity-Based Costing and Management http://highered.mcgraw-hill.com/sites/dl/free/0073128155/394466/blo28155_ch05.pdf
An Activity- Based Costing and Theory of Constraints Model for Product- Mix Decisions http://scholar.lib.vt.edu/theses/available/etd-070999-111058/unrestricted/thesis.pdf

品質管理

散布図　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%95%A3%E5%B8%83%E5%9B%B3
パレート図　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%91%E3%83%AC%E3%83%BC%E3%83%88%E5%9B%B3
管理図　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%AE%A1%E7%90%86%E5%9B%B3
特性要因図　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%89%B9%E6%80%A7%E8%A6%81%E5%9B%A0%E5%9B%B3
ヒストグラム　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%92%E3%82%B9%E3%83%88%E3%82%B0%E3%83%A9%E3%83%A0
チェックシート　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%81%E3%82%A7%E3%83%83%E3%82%AF%E3%82%B7%E3%83%BC%E3%83%88
層化抽出法　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%B1%A4%E5%8C%96%E6%8A%BD%E5%87%BA%E6%B3%95

Quality Control

Quality control　http://en.wikipedia.org/wiki/Category:Quality_control_tools
Scatter plot http://en.wikipedia.org/wiki/Scatter_plot
Pareto chart http://en.wikipedia.org/wiki/Pareto_chart
Control chart http://en.wikipedia.org/wiki/Control_chart
Ishikawa diagrams http://en.wikipedia.org/wiki/Ishikawa_diagrams
Histogram http://en.wikipedia.org/wiki/Histogram
Check sheet http://en.wikipedia.org/wiki/Check_sheet
Stratified Sampling http://en.wikipedia.org/wiki/Stratified_Sampling

在庫管理
在庫管理　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%9C%A8%E5%BA%AB%E7%AE%A1%E7%90%86
ABC分析 http://ja.wikipedia.org/wiki/ABC%E5%88%86%E6%9E%90

Stock management
Stock management http://en.wikipedia.org/wiki/Stock_management
ABC analysis http://en.wikipedia.org/wiki/ABC_analysis
27 ：名無しさんの冒険：2011/10/03(Mon) 10:33 ID:gPGBKT06FPBX: 経営管理論 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%B5%8C%E5%96%B6%E7%AE%A1%E7%90%86

人材 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%BA%BA%E6%9D%90
マネジメント手法の一覧 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%9E%E3%83%8D%E3%82%B8%E3%83%A1%E3%83%B3%E3%83%88%E6%89%8B%E6%B3%95%E3%81%AE%E4%B8%80%E8%A6%A7
経営戦略論 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%B5%8C%E5%96%B6%E6%88%A6%E7%95%A5%E8%AB%96
ファイブフォース分析 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%95%E3%82%A1%E3%82%A4%E3%83%96%E3%83%95%E3%82%A9%E3%83%BC%E3%82%B9%E5%88%86%E6%9E%90
財務 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%B2%A1%E5%8B%99
情報技術 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%83%85%E5%A0%B1%E6%8A%80%E8%A1%93

人事労務管理 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%BA%BA%E4%BA%8B%E5%8A%B4%E5%8B%99%E7%AE%A1%E7%90%86
管理会計　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%AE%A1%E7%90%86%E4%BC%9A%E8%A8%88
意思決定 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%84%8F%E6%80%9D%E6%B1%BA%E5%AE%9A

Management http://en.wikipedia.org/wiki/Business_management

Human resources http://en.wikipedia.org/wiki/Human_resources
Operation http://en.wikipedia.org/wiki/Operations
Strategic management http://en.wikipedia.org/wiki/Strategic_management
Marketing management http://en.wikipedia.org/wiki/Marketing_management
Financial management http://en.wikipedia.org/wiki/Financial_management
Information technology http://en.wikipedia.org/wiki/Information_Technology

Human resource management http://en.wikipedia.org/wiki/Human_resources_management
Management accounting http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%AE%A1%E7%90%86%E4%BC%9A%E8%A8%88
Decision making http://en.wikipedia.org/wiki/Decision_making

賃金　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%B3%83%E9%87%91
給与　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%B5%A6%E4%B8%8E
賃金構造基本統計調査のページ　http://www.mhlw.go.jp/toukei/itiran/roudou/chingin/kouzou/detail/index.html
01 男女間の賃金格差レポート　http://www.mhlw.go.jp/bunya/koyoukintou/seisaku09/pdf/01.pdf

社会保障　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%A4%BE%E4%BC%9A%E4%BF%9D%E9%9A%9C
租税　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%A7%9F%E7%A8%8E
財務会計　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%B2%A1%E5%8B%99%E4%BC%9A%E8%A8%88

Wage http://en.wikipedia.org/wiki/Wage
Salary http://en.wikipedia.org/wiki/Salary
Wage and Hour Division (WHD) http://www.dol.gov/whd/regs/compliance/fairpay/main.htm
Employment and Earnings http://www.bls.gov/opub/ee/

Social security http://en.wikipedia.org/wiki/Social_security
Tax http://en.wikipedia.org/wiki/Tax
Financial accounting http://en.wikipedia.org/wiki/Financial_accounting
28 ：名無しさんの冒険：2011/10/03(Mon) 10:41 ID:gPGBKT06FPBX: 最も簡単な起業の方法があります．
それは，化学の周期表の元素を一つ選んで大量生産することです．

There is the method of the simplest company.
It is it chooses one element of the chemical periodic table, and to produce it in large quantities.
29 ：名無しさんの冒険：2011/10/03(Mon) 11:26 ID:gPGBKT06FPBX: >>26に追加

>>19-23 線形計画問題
>>24-25 Linear programming

>>27に追加

独立行政法人　労働政策研究・研修機構　労働統計データ検索システム　http://stat.jil.go.jp/
30 ：名無しさんの冒険：2011/10/03(Mon) 13:23 ID:gPGBKT06FPBX: 危機管理　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%8D%B1%E6%A9%9F%E7%AE%A1%E7%90%86
保険　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%BF%9D%E9%99%BA
危険　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%8D%B1%E9%99%BA

有価証券　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%9C%89%E4%BE%A1%E8%A8%BC%E5%88%B8
株券　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%A0%AA%E5%BC%8F
社債　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%A4%BE%E5%82%B5
債券　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%82%B5%E5%88%B8
利子　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%88%A9%E5%AD%90
為替レート　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%82%BA%E6%9B%BF%E3%83%AC%E3%83%BC%E3%83%88
レポレート　http://www.imes.boj.or.jp/research/papers/japanese/kk21-b2-3.pdf
無担保コール翌日物　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%84%A1%E6%8B%85%E4%BF%9D%E3%82%B3%E3%83%BC%E3%83%AB%E7%BF%8C%E6%97%A5%E7%89%A9
政策金利（旧：公定歩合，新：基準割引利率および基準貸付利率）　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%94%BF%E7%AD%96%E9%87%91%E5%88%A9
貸出約定平均金利の推移の解説　http://www.boj.or.jp/statistics/outline/exp/exyaku.htm/
長期プライムレート http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%95%B7%E6%9C%9F%E3%83%97%E3%83%A9%E3%82%A4%E3%83%A0%E3%83%AC%E3%83%BC%E3%83%88

財務分析　（経営分析）http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%B5%8C%E5%96%B6%E5%88%86%E6%9E%90
日経平均株価 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%97%A5%E7%B5%8C%E5%B9%B3%E5%9D%87
ダウ平均株価 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%80%E3%82%A6%E5%B9%B3%E5%9D%87%E6%A0%AA%E4%BE%A1

日経平均プロフィル http://www.nikkei.co.jp/nkave/about/calculate_1.html
割引の方法により発行される公債又は社債の保有残高に関する報告書　http://www.boj.or.jp/z/tame/regt39.pdf

Crisis management http://en.wikipedia.org/wiki/Crisis_management
Insurance http://en.wikipedia.org/wiki/Insurance
Risk http://en.wikipedia.org/wiki/Risk

Securities http://en.wikipedia.org/wiki/Securities
Stock http://en.wikipedia.org/wiki/Stock
Corporate bond http://en.wikipedia.org/wiki/Corporate_bond
Bond (finance) http://en.wikipedia.org/wiki/Bond_(finance)
Interest http://en.wikipedia.org/wiki/Interest
Yield (finance) http://en.wikipedia.org/wiki/Yield_(finance)
Exchange rate http://en.wikipedia.org/wiki/Exchange_rate
Collateralized debt obligations (CDOs) http://en.wikipedia.org/wiki/Collateralized_debt_obligation
Overnight rate http://en.wikipedia.org/wiki/Overnight_rate
Interest rates http://en.wikipedia.org/wiki/Monetary_policy#Interest_rates
Discount rate http://en.wikipedia.org/wiki/Discount_rate
Prime rate http://en.wikipedia.org/wiki/Prime_rate

Financial analysis http://en.wikipedia.org/wiki/Financial_analysis
Nikkei 225 http://en.wikipedia.org/wiki/Nikkei_225
Dow Jones Industrial Average http://en.wikipedia.org/wiki/Dow_Jones_Industrial_Average
Bond valuation http://en.wikipedia.org/wiki/Bond_valuation

ミクロ経済学に基づいたマクロ経済学には，有価証券が挙げられるでしょう．
すなわち，有価証券に基づいたマクロ経済学の分野ができるでしょう．

Macroeconomics based on microeconomics will include securities.
In other words, I will have fields of the macroeconomics based on securities.
31 ：名無しさんの冒険：2011/10/03(Mon) 15:17 ID:gPGBKT06FPBX: >>26に追加
>>Add to 26

Product management http://en.wikipedia.org/wiki/Product_management
Linear programming http://en.wikipedia.org/wiki/Linear_programming

訂正

wikiのABC分析の後に流通を置きます．

A correction

I put the distribution after ABC analysis of wiki.

Mistake

Management accounting http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%AE%A1%E7%90%86%E4%BC%9A%E8%A8%88

It is correct

Management accounting http://en.wikipedia.org/wiki/Management_accounting
32 ：名無しさんの冒険：2011/10/03(Mon) 18:15 ID:gPGBKT06FPBX: >>30

誤
Mistake

株券　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%A0%AA%E5%BC%8F

正
It is correct

株券　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%A0%AA%E5%88%B8
33 ：名無しさんの冒険：2011/10/03(Mon) 23:24 ID:478ymXngAr+g: 経営は微分積分を用いなくても述べられるでしょう．
また，経済統計は微分法を用いなくても述べられるでしょう．

It will be spoken even if the management does not use differential calculus integral calculus.
Moreover, it will be spoken even if the economic statistics do not use differentiation.
34 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 04:57 ID:i6XSNd7XbcDB: >> http://www.ichigobbs.org/cgi/15bbs/economy/1592/228

金属と電池・電気分解

金属の化学的性質

単体の金属には水溶液中で電子を失って（酸化されて）陽イオンになろうとする性質があります．
これを金属のイオン化傾向といいます．

水溶液中における金属のイオン化傾向を示したものをイオン化列といいます．

K > Ca > Na > Mg > Al > Zn > Fe > Ni > Sn > Pb > (H2) > Cu > Hg > Ag > Pt > Au

イオン化列（陽イオンになりやすい順，酸化されやすさの順，還元力の強さの順）
35 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 04:57 ID:i6XSNd7XbcDB: 電池

自然に進行する酸化還元反応は発熱反応です．この熱エネルギーが外部に放出されます．
酸化還元反応にともなって放出される化学エネルギーを電気エネルギーに変換する装置を電池または化学電池といいます．
太陽電池のように化学反応以外の手段で光エネルギーを電気エネルギーに変換する電池は物理電池とよばれます．

　　　　　電流
　　　　　－→
　　　------------
　　　|　　←－　|
　　　|　　電子　|導線
　　　|　　2e^{-}|
｜　 ----　　　----　｜
｜　｜正｜　　｜負｜　｜
｜　｜極｜　　｜極｜　｜
｜　 ----　　　----　｜
｜　　　　溶液　　　　｜
｜　　　　　　　　　　｜
＋--------------------＋

電池において，酸化反応が起こり，電子を生成して電位が低下する電極を負極といいます．
ここから外部回路を通じて電子が送り出されます．
電位が高く，外部回路から電子が送り込まれ，還元反応が起こる電極を正極といいます．
電流は電位の高い正極から電位の低い負極に向かって流れるといわれています．
このため，電流の流れる方向は電子の流れる方向と逆向きになります．

一般に，イオン化傾向の異なる2種類の金属からなる電池を考えます．
この電池では，イオン化傾向の大きい金属の方が酸化されやすいので負極となります．
また，イオン化傾向の小さい金属が正極となります．
36 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 04:58 ID:i6XSNd7XbcDB: 電池・電気分解に関する計算

電子1molあたりの電気量をファラデー定数Fといいます．

F=96500[C/mol]

iアンペアの電流がt時間流れたときの電気量Q，および電子の物質量n_{e^{-}}は，以下のようになります．

Q=it [C],　　n_{e^{-}}=(it/F) [mol]

ファラデー定数を用いると，電気量を電子の物質量に返還できます．
そのため，反応式の係数を含め，各物質の物質量を表していることを利用してモル計算すればいいのです．

電気分解

外部から電気エネルギーを与え，通常では起こらない酸化還元反応を引き起こせる操作を電気分解といいます．

　　　電流　　電子e^{-}
　　　←－　　－→
　　　-(+)|電池|(-)-
　　　|　　　　　　|
　　　|　　　　　　|導線
　　　|　　　　　　|
｜　 ----　　　　----　｜
｜　｜陽｜　　　｜陰｜　｜
｜　｜極｜　　　｜極｜　｜
｜　 ----　　　　----　｜
｜　　　　電解液　　　　｜
｜　　　　　　　　　　　｜
＋----------------------＋

水溶液中の電気分解は電池の正極に接続している電位の高い電極を陽極といいます．
また，負極に接続している電位の低い電極を陰極といいます．
電解槽がいくつか直列につながれている場合，各電解槽内の2つの電極のうち，電位の低い方を陰極といいます．
また，電位の高い方を陽極といいます．
陰極では，電池の負極から送り出される電子を受け取り，還元反応が起こります．
また，陽極では，電子を失い，酸化反応が起こります．
電気分解における電極反応は非常に複雑です．
これは条件によって変化します．
そのため，以下のことを理解しておけばいいです．
37 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 04:58 ID:i6XSNd7XbcDB: 電気分解における電極反応

水溶液の電気分解では，水の電離H2O←→H^{+}+OH^{-}で生じる水素イオンH^{+}と水酸化イオンOH^{-}が常に存在します．

(A) 陰極反応

電極の種類や電圧などによる反応の変化は考えないようにします．
水溶液の陽イオンが電子を受け取り還元されます．
これを陽イオンの放電といいます．
陽イオン混合水溶液のイオン化傾向の大きい金属陽イオンは水溶液の電解では放電しません．
その代わりに水の電離で生じる水素イオンH^{+}が放電し，水素ガスが発生します．

反応例
次の3つの反応になる事が多いです．

Cu^{2+}+2e^{-}→Cu
Ag^{+}+e^{-}→Ag
2H^{+}+2e^{-}→H2
(または，2H2O+2e^{-}→H2+2OH^{-})

なお，電圧によっては，金属の折出と水素ガスの発生が同時に起こることもあります．
この場合，ただし書きがしてある場合が多いです．
38 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 04:59 ID:i6XSNd7XbcDB: (B) 陽極反応

電圧による反応の変化は考えません．
しかし，電極の種類による反応の変化を考慮しなければなりません．

(1) Pt, C 電極

陰イオンが酸化されます．陰イオン混合水溶液では

ハロゲン化物イオンX^{-}(Cl^{-}, Br^{-}, I^{-}) > OH^{-} > SO^{2-}4, NO^{-}3など

の順に酸化されます．
ただし，水の電離により水溶液中には常にOH^{-}が存在します．
このため，水溶液の電解でSO^{2-}4, NO^{-}3 などが酸化されることはありません．

反応例

次の2つの反応になる事が多いです．

2X^{-}→X2+2e^{-}
4OH^{-}→2H2O+O2+4e^{-}
(または，2H2O→O2+4H^{+}+4e^{-})

(2) Ptよりイオン化傾向が大きい金属電極

金属電極が酸化されて溶け出します．
ただし，次のような場合を考慮しておく事が必要です．
例えば，銀を電極としたとき，水溶液中に塩化物イオンが存在すると電極表面にAgClが折出し，銀イオンとして溶け出す事ができません．
このとき，陰イオンの放電が同時に起こることはないとします．

反応例

次の2つになることが多いです．

陽極：銅電極，　陰極：銅電極でCuSO4水溶液を電解

陽極反応　Cu→Cu^{2+}+2e^{-}, 陰極反応　Cu^{2+}+2e^{-}→Cu

陽極：銀電極，陰極：白金電極でAgNO3水溶液を電解

陽極反応　Ag→Ag^{+}+e^{-}，　陰極反応　Ag^{+}+e^{-}→Ag
39 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 05:00 ID:i6XSNd7XbcDB: >>34-38

出展：関籐祐司，三國均（共著），2005，新・化学入門--増補改訂版--pp133-151，駿台文庫．

キーワード：金属，イオン化傾向，イオン化列，電池，溶液，導線，負極，正極，電子，電流，ボルタの電池，ダニエル電池，濃淡電池，燃料電池，マンガン電池，1次電池，鉛蓄電池，ニッケル・カドミウム電池，ニッケル・水素電池，リチウムイオン電池，2次電池，mol，ファラデー定数，電気分解，陽極，陰極，電解液，陰極反応，陽極反応．
40 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 06:19 ID:i6XSNd7XbcDB: >>34-38

金属，イオン化傾向，イオン化列，電池，溶液，導線，負極，正極，電子，電流，ボルタの電池，ダニエル電池，濃淡電池，燃料電池，マンガン電池，1次電池，鉛蓄電池，ニッケル・カドミウム電池，ニッケル・水素電池，リチウムイオン電池，2次電池，mol，ファラデー定数，電気分解，陽極，陰極，電解液，陰極反応，陽極反応，etc...

金属 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%87%91%E5%B1%9E

金属（きんぞく、metal）とは、展性、塑性（延性）に富み機械工作が可能な、電気および熱の良導体であり、金属光沢という特有の光沢を持つ[1]物質の総称である[2]。水銀を例外として常温・常圧状態では透明ではない固体となり[2]、液化状態でも良導体性と光沢性は維持される[3]。

単体で金属の性質を持つ元素を「金属元素」と呼び[4]、金属内部の原子同士は金属結合という陽イオンが自由電子を媒介とする金属結晶状態にある[5]。周期表において、ホウ素、ケイ素、ヒ素、テルル、アスタチン（これらは半金属と呼ばれる）を結ぶ斜めの線より左に位置する元素が金属元素に当たる。異なる金属同士の混合物である合金、ある種の非金属を含む相でも金属様性質を示すものは金属に含まれる[2]。

イオン化傾向 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A4%E3%82%AA%E3%83%B3%E5%8C%96%E5%82%BE%E5%90%91
イオン化列

イオン化傾向（イオンかけいこう、英: ionization tendency）とは、溶液中（おもに水溶液中）における元素（主に金属）のイオンへのなりやすさの相対尺度をあらわす。電気化学列あるいはイオン化列とも呼ばれる。

電池 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E6%B1%A0

電池（でんち）は、何らかのエネルギーによって直流の電力を生み出す電力機器である。
化学反応によって電気を作る「化学電池」と、熱や光といった物理エネルギーから電気を作る「物理電池」の2種類に大別される。
41 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 06:20 ID:i6XSNd7XbcDB: 溶液 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%BA%B6%E6%B6%B2

溶液（ようえき、solution）とは、2つ以上の物質から構成される液体状態の混合物である。一般的には主要な液体成分の溶媒(ようばい、solvent)と、その他の気体、液体、固体の成分である溶質(ようしつ、solute)とから構成される。

溶液は巨視状態においては安定な単一、且つ均一な液相を呈するが、溶質成分と溶媒成分とは単分子が無秩序に互いに分散、混合しているとは限らない。すなわち溶質物質が分子間の相互作用により引き合った次に示す集合体

1.会合により形成される多量体分子（高分子の場合を含む）
2.溶媒和分子
3.分子クラスター
4.コロイド粒子

などが溶媒に分散している溶液も多い。特に微視状態において2つ以上の相が分散混合していて、巨視的には一様な分散系溶液をコロイド溶液と呼ぶ。状況によっては、理想溶液の振舞いとの乖離が大きいコロイド溶液は、溶液とは見なさない場合もある。（コロイド溶液については記事分散系に詳しい）

電気伝導体 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%B0%8E%E7%B7%9A

電気伝導体（でんきでんどうたい）は移動可能な電荷を含み電気を通しやすい材料、すなわち電気伝導率（導電率）の高い材料である。良導体、単に導体とも呼ぶ。

電気伝導率は、物質によってとる値の範囲が広い物性値で、金属からセラミックまで20桁ほど幅がある。一般には伝導率がグラファイト（電気伝導率 106S/m）と同等以上のものが導体、10-6S/m以下のものを不導体（絶縁体）、その中間の値をとるものを半導体と分類する。106S/mという電気伝導率は、1mm2の断面積で1mの導体の抵抗が1Ωになる電気の通りやすさである。

マンガン乾電池　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%9E%E3%83%B3%E3%82%AC%E3%83%B3%E9%9B%BB%E6%B1%A0

銅やアルミニウムといった金属導体では、電子が移動可能な荷電粒子となっている（電流を参照）。移動可能な正の電荷としては、格子内の原子で電子が抜けている部分という形態（正孔）や電池の電解液などにイオンの形で存在する場合がある。不導体が電流を通さないのは移動可能な電荷が少ないためである。
42 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 06:21 ID:i6XSNd7XbcDB: 電極 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%B2%A0%E6%A5%B5

電極（でんきょく）とは、受動素子、真空管や半導体素子のような能動素子、電気分解の装置、電池などにおいて、その対象物を働かせる、あるいは電気信号を測定するなどの目的で、電気的に接続する部分のことある。

また、トランジスタのベース、FETのゲートなど、ある電極から別の電極への電荷の移動を制御するための電極もある。

電池 [編集]

正極
電池では正極から供給される電子により、還元反応が起こる。

負極
電池では負極に電子が奪われ、酸化反応が起こる。

電気分解 [編集]

陽極
電気分解では陽極に電子が奪われ、酸化反応が起こる。

陰極
電気分解では陰極から供給される電子で、還元反応が起こる。
43 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 06:22 ID:i6XSNd7XbcDB: 電子 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E5%AD%90

電子（でんし、英語: Electron）とは、宇宙を構成する素粒子のうちのレプトンの1つである。素粒子の標準模型では、第1世代の荷電レプトンとして位置づけられる。

概要 [編集]
電子の電荷の大きさは電気素量に等しく符号はマイナスである。

電荷　-1.602 176 565(35)×10−19クーロン [1]
スピン　±1/2
バリオン数 0
質量 9.109 382 91(40)×10−31キログラム[2]
陽子の質量と電子の質量との比　1836.152 672 45(75)[3]

他に弱アイソスピン、弱超電荷という性質を持つ。電子の大きさについては、標準模型では0とされるが、大きさを持つかどうか･内部構造を持つかどうかは判明していない。電子の大きさ･広がりに関して考慮する数値を以下に示す

古典半径:2.817 940 2894×10−15 m

上限半径:1.0×10−18 m

プランク長:1.6×10−35 m（超弦理論による電子）

シュバルツシルト半径:1.3×10−57 m
44 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 06:25 ID:i6XSNd7XbcDB: >>43

誤

電荷　-1.602 176 565(35)×10−19クーロン [1]
スピン　±1/2
バリオン数 0
質量 9.109 382 91(40)×10−31キログラム[2]
陽子の質量と電子の質量との比　1836.152 672 45(75)[3]

古典半径:2.817 940 2894×10−15 m

上限半径:1.0×10−18 m

プランク長:1.6×10−35 m（超弦理論による電子）

シュバルツシルト半径:1.3×10−57 m

正

電荷　-1.602 176 565(35)×10-19クーロン [1]
スピン　(+-) 1/2
バリオン数 0
質量 9.109 382 91(40)×10-31キログラム[2]
陽子の質量と電子の質量との比　1836.152 672 45(75)[3]

古典半径:2.817 940 2894×10-15 m

上限半径:1.0×10-18 m

プランク長:1.6×10-35 m（超弦理論による電子）

シュバルツシルト半径:1.3×10-57 m
45 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 06:25 ID:i6XSNd7XbcDB: 原子は、原子核と電子（核外電子）によって構成される。古典論的には、電子は原子核の周りを惑星のように回っていると考えられていた。量子力学的には、電子はとびとびのエネルギー状態を取りながら通常、最もエネルギー準位の低いところから順に原子軌道を占有していく。核外電子のエネルギー準位と化学的な意味については「電子配置」に詳しい。

ベータ崩壊の際に、原子核から出てくる粒子線に含まれる粒子のうちの1つが電子である。中性子が発見される以前は、原子核中に電子が存在するという「核内電子説」が存在したが、ベータ崩壊で原子核から飛び出してくる電子は原子核中に存在していたわけではなく、弱い相互作用の結果発生したものが放出される。

電気伝導体内を流れる電流の担い手は、特定の原子の原子核にとらえられていない自由電子（伝導電子）である（電荷を運ぶという意味では、ホールやイオンも該当する）。特に半導体においては、伝導電子だけに注目して単に「電子」と表現することが多い（半導体素子において「電子が欠乏」と言っても、原子核だけになっている訳ではない）。

ただし、自由電子の移動する方向と電流の流れる方向は逆である。これは電気発見当時の科学者たちが電気（電流という意味としての）は+極（正極）から-極（負極）に流れると定義した後で、陰極線の発見（次項）により、自由電子の移動する方向は-極（負極）から+極（正極）であることが確かめられたのだが、電流は+極から-極に流れるということはすでに慣例となってしまっていたため、電流と自由電子の流れは逆と定義したわけである。
46 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 06:26 ID:i6XSNd7XbcDB: 電流 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E6%B5%81

電流（でんりゅう）は、電子のような荷電粒子[1]の移動に伴う電荷の流れ（という現象）、もしくはある面を単位時間に通過する電荷の量のことである[出典 1]。

この電荷の流れを運ぶのは、電線などの電気伝導体では移動する電子であり、電解液ではイオンであり、プラズマでは両方である[出典 2]。

電流の大きさは国際単位系のアンペアで表され、単位記号はAである[2]。また、1アンペアの電流で1秒間に運ばれる電荷が1クーロンとなる。電流は電流計を使って測定する[出典 1]。数式中で電流量を表すときは I または J で表現される。

概要 [編集]
狭義には、電位差によって引き起こされる荷電粒子の流れのことを言う。これには電磁誘導によって引き起こされる誘導電流もある。電子の流れと逆向きが電流の向きと定義される。

時間的に流れる向きが変化しない電流は直流電流と呼ばれ、時間と共に流れの方向が変わる電流は交流電流と呼ばれる[3]。交流の電流値を表す方法としては、通常実効値が使われる。
47 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 06:27 ID:i6XSNd7XbcDB: 物理 [編集] 様々な媒体上の電流 [編集] 金属 [編集]
固体の電気伝導性のある金属には、伝導電子に由来する移動可能な自由電子がある。それらの電子は金属格子に束縛されているが、個々の原子には束縛されていない。外部から電場が適用されなくとも、それらの電子は熱エネルギーの作用で無作為に動いている。しかしそれらの動きを平均すると、単なる金属内の電流は全体としてはゼロになっている。電線を輪切りにするような方向のある面を想定したとき、その面の一方からもう一方へ移動する電子の個数（時間も任意）は平均すると逆方向に移動する電子の個数と同じになっている。ジョージ・ガモフの科学啓蒙書『宇宙＝1、2、3…無限大』（1947年）には、次のように記されている。

金属は他の物質とは異なり、原子の外側の殻がやや緩やかに縛られているため、電子が1個自由となることが多い。そのため金属の中は、あてもなくさまよう難民のような結合していない電子で満たされている。電線の両端に電気力をかけると、それらの自由電子が電気力の方向に猛スピードで移動し、それが電流と呼ばれるものを形成する。

金属の電線の両端を電池などの直流電圧源の2つの端子に接続すると、導体内に電場が形成される。接続された瞬間、導体内の自由電子は電場の影響を受け、正の端子に向かって強制的に移動させられる。したがって固体の導体における典型的な電荷担体は自由電子である。電流が1アンペアなら、電線を輪切りにする任意の面で毎秒1クーロン（電気素量の約 6.242 × 1018 倍）の電荷が流れることになる。

定常的に流れる電流 I（アンペア）は次のように計算できる。

I=Q/t

ここで、Q は電荷（クーロン）、t は時間（秒）である。
48 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 06:28 ID:i6XSNd7XbcDB: 金属以外 [編集]
固体金属では、電流は電子の流れによって生じ、電位の高いほうから低いほうへと流れる。他の媒体では電子以外の荷電粒子の流れが電流を形成する。電荷担体の種類に依存しない電流の定義のため、一般に電流は正電荷と同じ方向に流れるものと定義される。金属では電荷担体（電子）が負であるため、電流の向きと電子の流れの向きは逆となる。電荷担体が正の媒体では、電流の向きと電荷担体の流れる方向は一致する。

真空においては、イオンや電子のビームを形成できる。他の伝導性の媒体では、正の電荷と負の電荷を帯びた両方の粒子が流れを作り、電流を生じさせる。例えば電解液における電流は、電荷を帯びた原子（イオン）の流れであり、正のイオンと負のイオンの両方が存在している。鉛蓄電池のような電気化学的な電池では、正の水素イオン（陽子）が一方向に流れ、負の硫酸イオンが反対方向に流れることで電流が生じる。火花やプラズマに生じる電流は、電子と同時に正および負のイオンも流れている。半導体では、電流を正孔の流れと見ることもできる。正孔は、半導体結晶内で価電子帯の電子が不足した状態を表したものである。なお、これはp型半導体の場合である。

電流密度 [編集]詳細は「電流密度」を参照

電流密度とは電流の密度の測度であり、断面積あたりの電流を大きさとするベクトルとして定義される。国際単位系では、電流密度は平方メートルあたりのアンペア数 (A/m2) を単位とする。

I=J・A

ここで、I は導体における電流、J は電流密度、A は断面積である。2つのベクトル量のドット積により、電流というスカラ値が得られる。
49 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 06:28 ID:i6XSNd7XbcDB: 伝播速度 [編集]
電流は導体中の電子などの流れによって生じるが、電流と電子の速度には大きな差がある。電流は基本的に光速度に近い速度で伝播するが、導体中の電子そのものは非常に遅い流れである。例えば断面が1mm2の銅線に1アンペアの電流を流した場合、電子は平均的に4.4mm/分の速度で流れる。電流は粒子である電子の動きそのものが伝播するのではなく、導体の内外を電磁場の変化が光速度に近い速度で伝播することで電子のゆっくりした流れの先端部が高速で移動してゆくのである。この電磁波は電子などの荷電粒子の動きで生じる[出典 3]。

導体内を移動する荷電粒子は、気体の粒子のように常に無作為な方向に移動している。電荷が全体として流れを形成する場合、それら粒子は平均流速で同じ方向に移動していなければならない。金属における電荷担体は電子であり、電子は原子から原子へと跳ね返りながら不定な経路を辿るが、全体として電場の方向へ流れていく。その流れの速度は次の式で表される。

I=nAvQ

ここで、

I は電流
n 単位体積あたりの荷電粒子の個数（電荷担体密度）
A は導体の断面積
v は流動速度
Q は各粒子の電荷量

である。
50 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 06:29 ID:i6XSNd7XbcDB: 固体における電流は一般に非常にゆっくり流れる。例えば、銅の電線の断面積を 0.5 mm2 とし、そこに 5 A の電流が流れるとしたとき、電子の流動速度はミリメートル毎秒単位にしかならない。別の例として、ほぼ真空のブラウン管内で直線的に移動する電子は、光速の約10分の1程度の速度となる。

電荷担体が加速され電流が変化すると、導体表面の外に向かって電磁波が発生し非常に高速に伝わっていく。マクスウェルの方程式から推測できるように、その速度は光速に近く、電子の流動速度より何倍も高速である。例えば交流の送電線では、電子は電線内のごく短い距離を行ったり来たりするだけだが、電磁波のエネルギーは送電元から送電先まで非常に高速に伝播する。

自由空間における光速に対する電磁波の速度の比率を速度係数 (velocity factor) と呼び、導体の電磁的特性、周囲を囲んでいる絶縁素材の電磁的特性、形状や大きさに左右される。

これらの関係は気体と音波にたとえるとわかりやすい。電荷担体のゆっくりした流れは、大気の動き、すなわち風に相当する。電磁波は気体を媒体として伝播する音波に相当する。荷電粒子の無作為な動きは気体分子が熱によって無作為に運動することに相当する。
51 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 06:29 ID:i6XSNd7XbcDB: アンペールの法則 [編集]
アンペールの法則によれば、電流は磁場を生じさせる。磁場は電流の流れている電線を取り囲む同心円状の線で視覚化される。

電流は検流計で直接測定できるが、この方式では測定対象の電気回路の特性が変わってしまい、好ましくない場合がある。回路に手を加えずに電流を測定する方法として、電流によって生じる磁場を使う方式がある。そのような計器としては、ホール効果センサ、架線電流計、計器用変流器、ロゴウスキーコイルなどがある。

オームの法則 [編集]
多くの物質では、電流があまり急激に変化しない場合にオームの法則: 電圧=電流×電気抵抗（Ｅ＝ＩＲ）が成り立つ。つまり、電流はそれが流れる媒体の両端の電位差に比例する。このとき、電流の単位がアンペアなら、電圧の単位はボルト、電気抵抗の単位はオームとなる。純粋な抵抗負荷を使用し、電圧・電流を実効値で表した場合には、この式は交流でも成立する。

物質に電流が流れると、物質の電気抵抗によって熱（ジュール熱）が発生する。オームの法則が成り立つ場合、単位時間にジュール熱として消費されるエネルギーは電流の2乗と抵抗値に比例する。
52 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 06:29 ID:i6XSNd7XbcDB: 規定 [編集]
正の電荷は電流と同じ方向に流れるが、負の電荷は逆方向に流れる。電流は本来、正または負の電荷（あるいは両方）の流れだが、電流の流れる方向をそれら電荷担体の流れる方向とは独立に定義する必要があった。そのため、規定上の電流の向きは正の電荷の流れる向きと定義されている。

電気回路の導体部分の多くは金属製であり、正の電荷は金属内では移動できず、負の電荷を持つ電子のみが流れる。電子は負の電荷を持つため、金属導体における電子の流れる向きは規定上の電流の流れる向きとは逆になる。

送電による損失 [編集]
遠方の発電所から電力を銅やアルミ製の電線で送電する場合には、電力がジュール熱として消費され、エネルギーの損失となる。この損失は電流量の2乗に比例して増大するため、送電側では変圧器で電圧を高めることで電流量を減らし送電途中の損失を減らすようにしている。送電網や配電網では需要家に近づくにつれて変圧器で電圧を段階的に落としてゆく。変圧器によって容易に電圧を上げ下げできるため、商用電力には交流電流が使われている。

安全性 [編集]
電流の最も大きな危険は感電である。その危険性は、接触の状態、人体のどの部分を電流が流れるか、電圧などに左右される。少しであればしびれる程度だが、大きな電流が流れると熱傷を引き起こし、最悪の場合心停止になることもある。

また、電流によって生じる熱も危険な場合がある。送電線が過負荷に陥ると火災の原因になることもある。小さなボタン電池と金属製の硬貨をポケットに入れておいたために、それらの接触によって電流が生じ、焼け焦げを生じることもある。ニッケル・カドミウム蓄電池、ニッケル・水素充電池、リチウム電池は特に内部抵抗が小さいため、取り扱いに注意を要する。
53 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 06:30 ID:i6XSNd7XbcDB: ボルタ電池 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%9C%E3%83%AB%E3%82%BF%E3%81%AE%E9%9B%BB%E6%B1%A0

ボルタ電池とは、イタリアの物理学者、ボルタが考えた起電力1.1Vの一次電池である。ガルバニ電池とも呼ばれる。1800年に発明された。

仕組み [編集]

(-)Zn | H2SO4 aq | Cu(+)

正極に銅板を、負極には亜鉛板を用いる。電解液には硫酸を用いる。亜鉛は銅よりイオン化傾向が大きいため、電流を流していると正極から水素が発生する。

その結果、放電生成物により、逆起電力が発生するため電圧が下がる。[1]これを分極という。

分極を防ぐには過酸化水素水や二クロム酸カリウムなどの減極剤を用いる。

また、ボルタ電池の半電池反応式は次式のように表される。

負極：　Zn　→　Zn2+　+　2e-

正極：　2H+　+　2e-　→　H2
54 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 06:32 ID:i6XSNd7XbcDB: ダニエル電池 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%80%E3%83%8B%E3%82%A8%E3%83%AB%E9%9B%BB%E6%B1%A0

ダニエル電池（-でんち）とはジョン・フレデリック・ダニエルが1836年に発明した電池のことで、起電力1.1Vの化学一次電池である。

アレッサンドロ・ボルタが1800年頃発明したボルタ電池は、希硫酸にマイナス側が亜鉛極板、プラス側が銅極板という組合わせであるが、プラス側で水素が発生して分極をおこし、すぐに起電力がなくなる欠点があった。ダニエル電池は素焼きの容器で電解液を分離しプラス側に硫酸銅溶液、マイナス側に硫酸亜鉛溶液を用いることによって起電力の変化が少なく、気体も発生しない実用性が向上した電池となった。

ダニエル電池の放電を持続させるためには、ZnSO4水溶液の濃度を薄く、CuSO4水溶液の濃度を濃くすると良い。

反応式 [編集]

(-) Zn | ZnSO4 aq || CuSO4 aq | Cu (+)

負極 : Zn → Zn^{+}2 + 2e-

正極 : Cu^{+}2 + 2e- → Cu

全体 : Zn + Cu2+ → Zn^{+}2 + Cu
55 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 06:32 ID:i6XSNd7XbcDB: 濃淡電池 http://kagakuma.iza-yoi.net/denti/denti6.html

濃淡電池とは半電池の構成はどちらも同じで、その電解液の濃度差によってはたらく電池を濃淡電池といいます。

上の電池の構成は次のように書かれます。

(-)　Ａｇ｜0.1mol/lＡｇＮＯ3aq||1.0mol/lＡｇＮＯ3aq｜Ａｇ　(+)

電解液が濃いと、イオンが電極板にぶつかる回数が多くなり、電極から電子を奪って単体になる確率が高くなります。そのため、こちらが正極になります。

正極：Ag^{+}＋e^{-}　→　Ag　還元反応

そして濃いほうの電極は電子不足になり、薄いほうの電極から電子が奪われるので、薄いほうの電極板は溶解します。

負極：Ag　→　Ag^{+}＋e^{-}　酸化反応

このよう電子が流れているのですが、その起電力は0.06Ｖと非常に小さく、実用にはまったく向きません。

この濃淡電池の原理は、生体内で情報を伝える手段として用いられています。神経細胞の内外でＮａ+とＫ+の濃度差で生じた起電力を、電気信号として伝達します。
56 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 06:33 ID:i6XSNd7XbcDB: 燃料電池 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%87%83%E6%96%99%E9%9B%BB%E6%B1%A0

燃料電池（ねんりょうでんち、英：fuel cell）は、電気化学反応によって電力を取り出す装置（電池）のひとつである。

概要 [編集]
燃料電池は、補充可能な何らかの負極活物質（通常は水素）と正極活物質となる空気中の酸素等を常温または高温環境で供給し反応させることにより継続的に電力を取り出すことができる発電装置である。装置内の固定量の活物質を使用することで電気容量に限界のある一次電池や二次電池と比べ、正極剤、負極剤共に補充し続けることで電気容量の制限なく放電を永続的に行うことが可能な点で大きく異なる。

熱機関を用いる通常の発電システムと異なり、化学エネルギーから電気エネルギーへの変換途上で熱エネルギーや運動エネルギーという形態を経ないため、熱機関特有のカルノー効率に依存しないことから発電効率が高い。また、システム規模の大小にあまり影響されず、騒音や振動も少ない。そのため、ノートパソコン、携帯電話などの携帯機器から、自動車、鉄道、民生用・産業用コジェネレーション発電所、軍事兵器まで多様な用途・規模をカバーするエネルギー源として期待されている。

燃料電池は方式ごとに水素や水素原料となる化石燃料等の利用が検討されている。直接水素を用いる場合は化石燃料を改質することにより取り出した水素を利用する。

水素を反応させ電気を取り出す仕組みとしては水の電気分解の逆反応である 2H2 + O2 → 2H2O による場合が多い。反応時に熱を伴うだけでなく、発電効率の高いものほど反応に高温を必要とする傾向があり、1,000℃近くの環境を必要とする方式もある。反応によってできる物質は水であるが、生成されるのが高熱環境下であるため実際に排出されるのは水蒸気または温水である。

研究開発が進められており、電気化学反応と電解質の種類によって幾つかの方式に分けられる。
58 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 06:35 ID:i6XSNd7XbcDB: マンガン乾電池　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%9E%E3%83%B3%E3%82%AC%E3%83%B3%E9%9B%BB%E6%B1%A0

マンガン乾電池（マンガンかんでんち）は一次電池の一種で、正極の減極剤（復極剤）として二酸化マンガンを用いたもの。

電池の構成としては、正極兼減極剤として二酸化マンガン、負極に亜鉛、電解液に塩化亜鉛を用いている。現在国内で流通している製品の大部分は塩化亜鉛を用いているが、以前は電解液として塩化アンモニウムが使われた。この塩化亜鉛は二酸化マンガンと混合された黒色のペーストの形で容器の中に充填されている。なお、正極側の炭素棒は集電棒とも呼ばれ、反応には関与しない。

一次電池　http://ja.wikipedia.org/wiki/1%E6%AC%A1%E9%9B%BB%E6%B1%A0

一次電池（いちじでんち）とは、直流電力の放電のみができる電池（化学電池）であり、二次電池に対するそれ以外の電池のことである。二次電池が登場した際にレトロニムとして区分された呼称である。

放電が進むと放電生成物が生じ、逆起電力によって電圧が下がる。放電に伴って生成した放電生成物を減極剤と反応させることにより放電に無害な物質に変える。使用に伴って放電電圧は徐々に低下し、ある一定限度以下では実際上役に立たなくなるためその時点で寿命となる。この点では、充放電を繰り返す間での性能低下を寿命とする二次電池とは対照的である。充電すると実際には電圧が回復するが、液漏れや破裂の危険を伴うためメーカーでは推奨しておらず行わない方が良い。化学反応であるため、温かな環境では反応が進み放電電圧も維持できる傾向があり、逆に寒冷地では電圧が低下する。

19世紀初頭、商用電力の普及以前には、二次電池である鉛蓄電池などを充電するにはダニエル電池のような一次電池からの充電が唯一の手段であったため、充電電力を供給する側の電池に対し一次電池 (Primary Cell)、充電される側の電池に対し、二次電池 (Secondary Cell) の名が与えられた。
59 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 06:36 ID:i6XSNd7XbcDB: 鉛蓄電池　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%89%9B%E8%93%84%E9%9B%BB%E6%B1%A0

鉛蓄電池（なまりちくでんち）は、電極に鉛を用いた二次電池の一種である。

概要 [編集]
鉛蓄電池は、正極（陽極板）に二酸化鉛、負極（陰極板）には海綿状の鉛、電解液として希硫酸を用いた二次電池である。他の蓄電池に比べて大型で重く、希硫酸を使うために漏洩や破損時に危険が伴う。希硫酸の代わりに安全なシリコン液を電解液とするバッテリーもある。

正極・負極の双方から電解液中に硫酸イオンが移動することで充電され、電解液中の硫酸イオンが正極・負極の双方に移動することで放電を行う（詳細は後述）。放電すると、硫酸イオンが正極・負極の双方に移動するために電解液の比重は低下し、逆に充電すると上昇する。なお、電解液の比重の変化は、放電時に正極で水が作られることも関係している。

公称電圧は単セルあたり2ボルトと、比較的高い電圧を取り出すことができ、電極材料の鉛も安価であることから、二次電池の中では世界でも最も生産量が多い。

短時間で大電流放電させたり、長時間緩やかな放電を行っても比較的安定した性能を持ち、アルカリ蓄電池類の弱点であるメモリー効果は無い。一方、放電時に発生する硫酸鉛が結晶化するとサルフェーションと呼ばれる現象を起こして充放電の容量を著しく低下させたり、極寒地では比重の低下に伴って電解液が凍結しやすくなり、場合によっては破裂する恐れがあるため、満充電の状態を維持することが望ましい[1]。
60 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 06:37 ID:i6XSNd7XbcDB: ニッケル・カドミウム電池　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%8B%E3%83%83%E3%82%B1%E3%83%AB%E3%83%BB%E3%82%AB%E3%83%89%E3%83%9F%E3%82%A6%E3%83%A0%E9%9B%BB%E6%B1%A0

ニッケル・カドミウム蓄電池（ニッケル・カドミウムちくでんち、Nickel-Cadmium rechargeable battery:Ni-Cd）は、二次電池の一種で、正極に水酸化ニッケル、負極に水酸化カドミウム、電解液に水酸化カリウム水溶液（苛性カリ・KOH aq.）を用いたアルカリ蓄電池である。ニカド電池（JIS名称）、ニッカド電池（商標）、カドニカ電池（三洋電機の商標）とも呼ばれる。識別色は、黄緑（ライムグリーン）。

概要 [編集]
ニッケル・カドミウム蓄電池の出力特性は、モーターなどの大出力用途に適している。反面、自然放電（使用しなくても蓄えていた電気の量が減少すること）が大きいため、時計など消費電力が小さく、また長期間稼働させ続ける機器には不向きである。また、一般に広く流通している円筒型ニッケル・カドミウム蓄電池の電圧は1.2Vとなっており、同形状の一次電池（マンガン乾電池、アルカリ乾電池）の定格である1.5Vよりも低い。このため、シビアに1.5Vの供給が求められる機器に使用することは推奨されない。

含有するカドミウムが有害で廃棄時に環境へ悪影響を与える問題があること、容量が少ないこと、メモリー効果が顕著で管理が面倒なことなどから、ニッケル・水素充電池への転換が進んでいる。しかし、歴史が長く取り扱いのノウハウが豊富であることや、瞬発力の高さや生産コストの面から、ラジコンなどホビーの分野、電動工具用の蓄電池としては現役で広く使われ続けてきた。近年、需要や製造メーカーの減少により、ニッケル・水素充電池よりも価格が高くなる逆転現象が続いていたが、ガーデニング用ソーラーライトの普及により需要の減少に歯止めがかかったため沈静化した。
61 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 06:38 ID:i6XSNd7XbcDB: ニッケル・水素充電池　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%8B%E3%83%83%E3%82%B1%E3%83%AB%E3%83%BB%E6%B0%B4%E7%B4%A0%E5%85%85%E9%9B%BB%E6%B1%A0

ニッケル・水素充電池（ニッケルすいそじゅうでんち、Ni-MH: Nickel metal hydride）は、二次電池の一種で、正極に水酸化ニッケル、負極に水素吸蔵合金、電解液に濃水酸化カリウム水溶液 (KOH (aq)) を用いたものである。充放電の反応式は以下のように表される。

正極: NiOOH + H2O + e- ←→　Ni(OH)2 + OH-
負極: MH + OH- ←→　M + H2O + e-

識別色は橙（オレンジ）。

なお、本項目名「ニッケル・水素充電池」は一般に商用上用いられている名称を追従しているが、学術用語として「充電池」とは表記されないため、商用以外の場合は、「ニッケル・水素電池」あるいは「ニッケル・水素蓄電池」などと呼称すべきであることに注意。（→二次電池を参照のこと。）
62 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 06:38 ID:i6XSNd7XbcDB: 概要 [編集]
元々、高出力、高容量、長寿命の人工衛星のバッテリーとして開発が進められていた。当初はタンクに圧縮された水素を貯蔵していた[1]。1990年の実用化以降、それまでの代表的な小型二次電池であったニッケル・カドミウム蓄電池（略してニカド電池またはニッカド電池）の2.5倍程度の電気容量を持つこと、材料にカドミウムを使用せず環境への影響が少ないこと、電圧がニカド電池と同じ1.2Vで互換性があることが追い風となり、代替が進んだ。正極材料にニッケル、負極材料に水素の貯蔵も兼ねて水素吸蔵合金であるミッシュメタルを使用している。宇宙用等、一部では水素の貯蔵にタンクを用いる種類もある。

だがその後、より大きな電気容量のリチウムイオン二次電池が登場し、各種の携帯機器で急速に置換えが進んだ。このため、ニッケル水素電池の日本における出荷数量は2000年をピークに大幅に減少し、日本の主要メーカーは次々に撤退した。主な日本のメーカーは現在、FDK（FDKトワイセル、主に三洋電機モバイルエナジーカンパニーが販売）・パナソニック（エナジー社）・プライムアースEVエナジー（車載用途）となっている。

その一方で、ニッケル・水素蓄電池は安全性の高さからトヨタ自動車・本田技研工業のハイブリッドカーに採用された。ハイブリッドカー向けのニッケル水素電池は携帯機器よりはるかに大型であり、出荷金額は2003年を底に回復した。なおこの用途のニッケル水素電池メーカーは三洋電機（HEV事業部）のほかプライムアースEVエナジーである。
63 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 06:39 ID:i6XSNd7XbcDB: 三洋電機がパナソニックの子会社となることにより世界各国の競争法当局との協議によりそれぞれの事業の一部を第三者に譲渡する必要が生じ、三洋電機は三洋エナジートワイセル・三洋エナジー鳥取をFDKに売却、パナソニックはパナソニックEVエナジーの保有株を減らした（→プライムアースEVエナジー）。

またリチウムイオン二次電池は、その特性および安全性の問題から、乾電池型充電池の置換えには至っておらず、ニカド電池の衰退した現在、ニッケル水素電池が市場の主流である。ニッケル水素電池は、リチウム合金系二次電池に比して大電力・大電流時の放電特性に優れる、単純な回路で充放電が可能である、安全性が確立されている（→リチウムイオン二次電池の項も参照）といった特徴がある。

一般的には、ニッケル水素電池やNi-MHと表記されることが多い。
64 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 06:39 ID:i6XSNd7XbcDB: リチウムイオン二次電池　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%AA%E3%83%81%E3%82%A6%E3%83%A0%E3%82%A4%E3%82%AA%E3%83%B3%E9%9B%BB%E6%B1%A0

リチウムイオン二次電池（リチウムイオンにじでんち、lithium-ion rechargeable battery）とは、非水電解質二次電池の一種で、電解質中のリチウムイオンが電気伝導を担う二次電池である。現在では、正極にリチウム金属酸化物を用い、負極にグラファイトなどの炭素材を用いるものが主流となっている。単にリチウムイオン電池、リチウムイオンバッテリー、Li-ion電池、LIB、LiBともいう。

なお、似た名前の電池には以下のようなものがある。

リチウム電池（一次電池）は、負極に金属リチウムを使う。電解質中のリチウムイオンが電気伝導を担うことは共通だが、金属リチウムを使うためリチウムイオン電池には含めない。
リチウムイオンポリマー二次電池は、電解質として電解液のかわりに高分子ゲルを使う。化学系に違いはなく、リチウムイオン電池の一種である。
識別色は青（シアン）。
65 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 06:40 ID:i6XSNd7XbcDB: 構造 [編集]
代表的な構成では、負極に炭素、正極にコバルト酸リチウムなどのリチウム遷移金属酸化物、電解質に炭酸エチレンや炭酸ジエチルなどの有機溶媒 + ヘキサフルオロリン酸リチウム (LiPF6) といったリチウム塩を使う。しかし一般には、負極、正極、電解質それぞれの材料は、リチウムイオンを移動し、かつ電荷の授受により充放電可能であればよいので、非常に多くの構成をとりうる。

リチウム塩には LiPF6 の他、LiBF4 などのフッ素系錯塩、LiN(SO2Rf)2・LiC(SO2Rf)3 （ただしRf = CF3,C2F5）、などの塩も用いられる。

また、通常、電解液に高い導電率と安全性を与えるため、炭酸エチレン・炭酸プロピレンなどの環状炭酸エステル系高誘電率・高沸点溶媒に、低粘性率溶媒である炭酸ジメチル、炭酸エチルメチル、炭酸ジエチル等の低級鎖状炭酸エステルを用い、一部に低級脂肪酸エステルを用いる場合もある。

リチウムイオン電池内の電気化学反応は正極、負極、電解質によって構成される。正極と負極はどちらも材料内にリチウムイオンがもぐり込むことが出来る。リチウムが正極や負極内部に移動する事をインサーションあるいはインターカレーションと呼び、逆にリチウムが出て行く事をエクストラクションまたはデインターカレーションと呼ぶ。電池内では充電時にリチウムは正極から出て負極に入る。放電時には逆にリチウムは負極から出て正極に入る。

作動時に外部の回路へ電子が流れる。化学式での単位はモルで記述できるように係数xを使用する[26]。
66 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 06:40 ID:i6XSNd7XbcDB: 正極での反応は

LiCoO2←→Li_{1-x}CoO2+xLi^{+}+xe^{-}

負極での半分の反応は

xLi^{+}+xe^{-}+6C←→Li_{x}C6

全体的な反応は限界がある。過放電によりリチウムコバルト酸化物が過飽和して酸化リチウムの生成に至る[27]。以下の反応が認められる。

Li^{+}+LiCoO2→Li_{2}O+CoO

5.2 V以上に過充電することによってコバルト (IV) 酸化物が生成することがX線解析で確認される[28]。

LiCoO2→Li^{+}+CoO2

リチウムイオン電池内においてリチウムイオンは負極や正極へ運ばれて金属やLixCoO2内のコバルトは充電によってCo3+からCo4+へ酸化され放電によってCo4+からCo3+へ還元される。

なお、当電池を含む二次電池一般では充電中に正極でアノード反応（酸化反応）が進むが、放電中（作動中）を基準と考え、正極をカソード (Cathode)、負極をアノード (Anode) と固定して呼ぶことが多い。
67 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 06:40 ID:i6XSNd7XbcDB: 二次電池 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%BA%8C%E6%AC%A1%E9%9B%BB%E6%B1%A0

二次電池（にじでんち）は蓄電池（ちくでんち）、充電式電池ともいい、充電を行うことにより電気を蓄えて電池として使用できる様になり、繰り返し使用することが出来る電池（化学電池）のことである。

概要 [編集]
近年、関連業界および一般流通分野では、「充電式電池」を簡略化して充電池（じゅうでんち）と呼ばれるようになっており、製品名としても見られる。なお、電気工学における学術用語としては「二次電池」「蓄電池」が正式名称である。日本で従来、車両（主に自動車）に用いられてきた鉛蓄電池を「バッテリー」と呼んできたため、単にバッテリー (battery) といえば、通常は蓄電池をさすことが多い。

現在では、鉛蓄電池とリチウムイオン二次電池が良く知られている。

二次電池のなかには、その電気を使用しなくても、時間と共に蓄えた電気が徐々に失われる自然放電が大きい種類も存在し、長期保存後に使用するには、失われた容量を回復させる為の充電（補充電）を行わなければならない場合もある。自然放電量は二次電池の種類や保存状態などによって異なる。

充電、放電をするためには、金属が酸化還元するイオン化傾向を利用して酸化還元電位を発生させる。

鉛蓄電池の場合、鉛の電極を、希硫酸でつなぐと電力と水が発生し、電位がさがる。

電極をつなぐ物質を電解質という。通常は酸化還元作用のある液体が使われる。硫酸などは危険である。

また、乾電池は、粘り気のある液体を電解質として、電源として使いやすくしたものである。

さらに、固体の電解質で、正負両極をつなぐことで、安定・安全な電池が作れると、研究されている。
68 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 06:41 ID:i6XSNd7XbcDB: モル http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%A2%E3%83%AB

モル（mole, 記号:mol　英語ではモウル、独語でモールと発音) は国際単位系(SI)における物質量の単位である。SI基本単位の一つである。

現在の1モルの定義は以下の通りである。

モルは、0.012キログラム（12グラム）の炭素12の中に存在する原子の数と等しい構成要素を含む系の物質量である。
モルを用いるとき、要素粒子を指定する必要があるが、それは原子、分子、イオン、電子その他の粒子、またはこれらの粒子の集合体であって良い。
1980年に国際度量衡委員会(CIPM)により以下の補則が加えられている。これはモルの定義の一部である。

この定義の中で、炭素12は結合しておらず、静止しており、基底状態にあるものを基準とすることが想定されている。
化合物分子を構成する成分元素の数の比は整数比をとるので、化学反応を調べる場合、原子の数を調べるのが望ましいが、実際人間の尺度では、数えることができないので、ある原子量の元素の比較的精度よく測定できる大きさの質量の物質量を、物質量の単位とする。

1モルに含まれる構成要素の数をアボガドロ定数という。現在の炭素原子によるモルの定義を「炭素スケール」とよび、過去の酸素基準と分けて呼ぶこともある。
69 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 06:41 ID:i6XSNd7XbcDB: ファラデー定数 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%95%E3%82%A1%E3%83%A9%E3%83%87%E3%83%BC%E5%AE%9A%E6%95%B0

ファラデー定数（faraday ていすう）は、電子の物質量あたり電荷（の絶対値）にあたる物理定数である。なお電子に限らず、陽子、陽電子、1荷イオンなど、電荷の絶対値が電気素量に等しい ( |Q| = e) 粒子なら何を使っても同様に定義できる。

イギリスの科学者、マイケル・ファラデーに因む。記号 F で表す。

電気素量とアボガドロ定数の積に等しい。この定数は電気化学の化学量論的計算に用いられる。具体的な量は、CODATA（2010年）によると、

F=N_{A}×e
だいたい
96485.3365(21)×C/mol

である[1]。

ときおり「電子 1 mol 当たりの電荷」と説明されることがある。単位ファラデー (Fd) を使えばファラデー定数は厳密に

F = 1 Fd/mol

となる。ただし単位ファラデーは現在では使われない。

ファラデーの法則 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%95%E3%82%A1%E3%83%A9%E3%83%87%E3%83%BC%E3%81%AE%E6%B3%95%E5%89%87

ファラデーの法則（ふぁらでーのほうそく、Faraday's law）とは、イギリスの科学者、マイケル・ファラデーによって発見された物理法則。一般にファラデーの法則と呼ばれる物は二つあり、全く異なる分野の法則である。

ファラデーの電磁誘導の法則 - 磁束の時間変化にマイナスを付けたものが、回路に誘導される起電力である、とする法則。ファラデーの誘導法則とも呼ばれる。一般的にΦ＝B×S=μ×H×S（B=磁束密度　S=磁界が貫く断面積　μ=透磁率　H=磁界）が成り立つ。
ファラデーの電気分解の法則 - 電気分解において、流れた電気量と生成物質の質量に関する法則。第一法則と第二法則がある。
70 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 06:43 ID:i6XSNd7XbcDB: ファラデーの電気分解 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%95%E3%82%A1%E3%83%A9%E3%83%87%E3%83%BC%E3%81%AE%E9%9B%BB%E6%B0%97%E5%88%86%E8%A7%A3%E3%81%AE%E6%B3%95%E5%89%87

ファラデーの電気分解の法則（ファラデーのでんきぶんかいのほうそく、英語: Faraday's laws of electrolysis）とは、1833年にマイケル・ファラデーが発見した、電解質溶液中の電気分解に関する法則である。第一法則と第二法則がある。電気分解は電子の授受によって引き起こされる現象であるから、電解を行ったとき、各電極で発生または析出する物質の量は、電子の授受に関係したイオンの価数および、電解に使われた電気量、つまり、電子の物質量に関係しているはずである。電子の存在が明らかでなかった1833年、ファラデー（イギリス）は、電気分解における物質の変化量と電気量（通じた電流の強さと時間の積）との間に、以下の関係が成り立つことを実験的に見いだした。これをファラデーの電気分解の法則という。

第一法則 [編集]
析出（電気分解）された物質の量は、流れた電気量に比例する。

ω=KIt=KQ

K = 電気化学当量（比例定数）
I [A] = 電流
t [s] = 時間
Q [C] = 電気量
71 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 06:43 ID:i6XSNd7XbcDB: 第二法則 [編集]
電気化学当量は化学当量に等しく、同じものである。

n = m/M = It/zF

n [mol] = 物質量
m [g] = 質量
M [g/mol] = 分子量
I [A] = 電流
t [s] = 時間
z = イオン価数
F = 9.65×104 [C/mol] = ファラデー定数

これは、1グラム当りの等量の物質を析出させるのに必要な電気量は、物質の種類によらず一定であることを示している。この一定の値 F は、ファラデー定数と呼ばれる。電気分解の法則の発見は、原子説からの推論により、電気の基本粒子（電子）の存在を強く示唆することとなった。

ファラデーの電磁誘導の法則 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%95%E3%82%A1%E3%83%A9%E3%83%87%E3%83%BC%E3%81%AE%E9%9B%BB%E7%A3%81%E8%AA%98%E5%B0%8E%E3%81%AE%E6%B3%95%E5%89%87

ファラデーの電磁誘導の法則(ファラデーのでんじゆうどうのほうそく,英語: Faraday's law of induction)とは、電磁誘導において、1つの回路に生じる誘導起電力の大きさはその回路を貫く磁界の変化の割合に比例するというもの。ファラデーの誘導法則ともよばれる。また、ファラデーの電気分解の法則との混同のおそれのない場合は、単にファラデーの法則と呼称されることもある。
72 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 06:44 ID:i6XSNd7XbcDB: >>57

電解液 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E8%A7%A3%E6%B6%B2

電解液 (でんかいえき、Electrolyte Solution) とはイオン性物質を水などの極性溶媒に溶解させて作った、電気伝導性を有する溶液をさす。電解質溶液ともいい、英語ではIonic solutionということもあることから、イオン溶液とも呼ばれることもある。狭義には、電池や電気メッキ槽にいれる電解質水溶液を指す。

一方、溶媒を含まず、イオンのみからなる液体のことはイオン液体もしくは溶融塩と呼び、区別される。

電気伝導メカニズム [編集]
イオン性物質を極性溶媒に溶解させると、陽（プラス）イオンと陰（マイナス）イオンに解離する。これら正負のイオンがキャリアとなって導電性を発する。電解液に電極を入れると、陽（プラス）イオンは陰（マイナス）極に移動し、陰（マイナス）イオンは陽（プラス）極に移動する。この性質を利用したのが、電気メッキである。
73 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 06:46 ID:i6XSNd7XbcDB: 酸化還元電位 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%85%B8%E5%8C%96%E9%82%84%E5%85%83%E9%9B%BB%E4%BD%8D

酸化還元電位（さんかかんげんでんい、Redox potentialもしくはOxidation-reduction Potential; ORP）とは、ある酸化還元反応系における電子のやり取りの際に発生する電位（正しくは電極電位）のことである。物質の電子の放出しやすさ、あるいは受け取りやすさを定量的に評価する尺度でもある。単位はボルト(V)を用い、電極電位の基準には以下の半反応式で表される酸化還元反応を用いる。

2H^{+} + 2e^{-}　⇔　H2

つまり水素ガス分圧が1気圧、水素イオンの活量が1のとき（これを標準水素電極と呼ぶ）の電極電位を0 Vと定義する。この半反応を基準とし、任意の酸化還元反応の電極電位が決定される。すなわち、標準水素電極（SHE; standard hydrogen electrodeもしくはNHE; normal hydrogen electrode）を陰極反応、電極電位を求めたい酸化還元反応を陽極反応にそれぞれ使い、電池を組み立てたときの電池の起電力が、求めたい電極電位となる。このとき、電極電位を求めたい酸化還元反応に関与する物質の活量（あるいは分圧）がすべて1の場合の電極電位を特に、標準酸化還元電位（ひょうじゅん-）あるいは標準電極電位と呼んでいる。

なお基準として用いた標準水素電極(SHE)は水素イオンの活量が1すなわち水素イオン指数がゼロ（pH 0）の環境であり生化学ではこうした極限状態の値では参考にならないためにpH 7での電位を求める中間酸化還元電位（ちゅうかん-、中点とも表記することがある）を基準に用いることがあるが、特に断ることなしにこれを単に酸化還元電位と書くことが多い。いずれにせよ、実際の研究では標準水素電極の代わりに、銀−塩化銀電極やカロメル電極など実用的な基準電極を基準にして酸化還元電位を測定することが頻繁に行なわれる。したがって、酸化還元電位を表記する際（特に標準水素電極以外の基準電極を用いた場合）には、その旨を必ず明記せねばならない。
74 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 06:47 ID:i6XSNd7XbcDB: 用語の定義および記号 [編集]
酸化還元電位への理解には、以下の3つの用語の定義について認識しておかなくてはならない。

酸化還元電位：実測値として求められる電位差
標準酸化還元電位：任意の物質が持つ分圧1気圧、濃度1モルあたりの基準電極との電位差
中間酸化還元電位：pH7.0（生化学的pH）における標準酸化還元電位
これらの酸化還元電位に対して、それぞれ記号が存在し、それらは以下のように表記される。

酸化還元電位：E、Eh
標準酸化還元電位：E0
中間酸化還元電位：E'0、E0'、Em、Em,7
なお、本記事では一番目に筆記した記号を用いる。

ネルンストの式 [編集]
特定の物質と基準電極（標準水素電極あるいは銀-塩化銀電極）との電位差Eは、以下のネルンストの式によって表される。

E=E_{0}+(RT/nF)ln([ox]/[red])

R：気体定数（8.314JK^{-1}mol^{-1}）
T：絶対温度
n：酸化還元反応にて授受される電子数
F：ファラデー定数（6.02×1023電子の電気量は96,500クーロン）
[ox]：特定の物質の酸化型活量
[red]：特定の物質の還元型活量

この式より、酸化型および還元型が溶質として溶解しており、活量が等しい場合は酸化還元電位は標準酸化還元電位に等しくなる。

この式を用いて標準酸化還元電位(E0)と中間酸化還元電位（E'0）の差を求めることが出来る。pH7.0、温度25℃における差は以下の通りである。

E'0 - E0 ≒ 2.303×8.314×298×log1010^{-7}/96500 = -0.42V

すなわち、温度25℃においては中間酸化還元電位は標準酸化還元電位よりも0.42V低い値をとる。
75 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 06:47 ID:i6XSNd7XbcDB: 酸化還元電位の測定 [編集]
特定の物質の酸化還元電位は酸化還元系を含む溶液に不活性な金属電極（作用電極という）を入れることにより生じる電位差を基に決定する。しかしながら、金属電極と溶液の間に発生する電位差Eは上記のみの構造では半電池であり測定が不可能である。したがって、あらかじめ酸化還元電位の決まった参照電極を基準に用いて電位差Eを測定するのが一般的な酸化還元電位の測定である。

酸化還元電位測定までの電子のフローチャートを以下に筆記しておく。

1.溶液中に浸漬された作用電極と酸化還元系の間に酸化還元反応が生じる（電子が奪われるかあるいは与えられる）。
1.酸化還元電位が参照電極よりも低い場合、電子が参照電極へ移動する。
2.酸化還元電位が参照電極よりも高い場合、電子が参照電極から作用電極へ移動する。
2.この電子の移動時に発生した電位差Eをエレクトロメーターなどで測定する。
また、酸化還元電位はpHや温度によって変動するため、

溶液には緩衝液を用いる。
恒温槽の中に電極を入れたチャンバーを丸ごと入れる。
酸化還元電位に影響を与える気体（酸素など）の侵入を防ぐために窒素などをバブリングしておく。
などの電極や溶液の環境を一定にしておく必要がある。参照電極には標準水素電極が用いられるのが望ましいが、中間酸化還元電位などの測定を行なう際には銀-塩化銀電極を用いることが多い。

通常、生体分子は作用電極との間に酸化還元反応を示しにくい傾向にあり、一部のものを除けば作用電極との間にメディエーター（電子の仲介を行なう）を仲介させるか、あるいは酸化還元指示薬を用いて比色法で酸化還元電位を測定する場合が多い。酸化還元指示薬としてはメチレンブルー、メチルビオロゲン、インドフェノール、トルイジンブルーなどがある。これらはメディエーターとして使用することも可能である。
76 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 06:49 ID:i6XSNd7XbcDB: 生体分子の酸化還元電位 [編集]
呼吸鎖、光合成などで行なわれる電子伝達反応は酸化還元電位の異なる生体分子を電子が移動していくと言うモデルによって理解可能である。原則として、自発的に電子が流れる反応は酸化還元電位がマイナスではなくプラスになる方向に起きる。酸化還元電位がマイナスになるような反応においては外部から何らかのエネルギーの投入があったと考える。

生体分子の酸化還元電位は、電子伝達体の配位しているさまざまな有機物質によって少しずつ異なっている。例えば鉄の例を見ると。

Fe2+/Fe3+、E'0 = 1.49V

以上のような酸化還元電位を示すが、鉄を配位しているシトクロムは以下のように異なった酸化還元電位を示す。

シトクロムa (Fe^{2+}/Fe^{3+})　E'0 = 0.29V
シトクロムc (Fe^{2+}/Fe^{3+})　E'0 = 0.25V
シトクロムb (Fe^{2+}/Fe^{3+})　E'0 = -0.07V
フェレドキシン (Fe^{2+}/Fe^{3+})　E'0 = -0.43V
77 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 06:49 ID:i6XSNd7XbcDB: 呼吸鎖電子伝達系 [編集]
呼吸鎖電子伝達系では、解糖系やTCA回路にて生産されたNADHやFADH2等を用いてプロトン濃度勾配の形成を行なうが、その時に流れる電子は以下のように伝達が行われる。

1.NADH/NAD+(E’0 = -0.32V)　→　呼吸鎖複合体I(E’0 = -0.12V)
2.呼吸鎖複合体I　→　シトクロムb（E'0 = -0.07V）
3.シトクロムb　→　シトクロムc1(E'0 = 0.22V)
4.シトクロムc1　→　シトクロムc(E'0 = 0.25V)
5.シトクロムc　→　シトクロムa(E'0 = 0.29V)
6.シトクロムa　→　酸素(E'0 = 0.82V)
このそれぞれの反応の酸化還元電位差(⊿E'0)および生成自由エネルギー(⊿G0')は以下の通りである。

1.⊿E'0 = 0.2V、⊿G0'= -39kJ/mol
2.⊿E'0 = 0.05V
3.⊿E'0 = 0.29V　⊿G0' = -55.9kJ/mol
4.⊿E'0 = 0.03V
5.⊿E'0 = 0.04V
6.⊿E'0 = 0.53V　⊿G0' = -101.7kJ/mol

1、3、6の反応にて発生する生成自由エネルギーがプロトン濃度勾配形成に関与する。

なお、上記の反応がNADHの酸化還元反応だが、呼吸鎖複合体IIの関与するコハク酸呼吸の場合、FAD/FADH2の酸化還元電位はE'0 = -0.219Vのため、複合体Iの関与する経路からは電子伝達は行われない。これは複合体IのNADH脱水素部位であるフラビン(FMN)が同じ酸化還元電位を有するからである。しかしながら以下の経路にて電子伝達が行われている。

1.FAD/FADH2(E’0 = -0.219V)　→　ユビキノン/ユビキノール(E’0 = 0.10V)
2.ユビキノール　→　シトクロムc1(E'0 = 0.22V)

シトクロムc1以降の経路は上記の呼吸鎖電子伝達系と同じ。したがって、FADH2由来の電子伝達はNADHに比べて効率が悪く、一分子あたりのプロトン輸送数がNADHよりも少ない。

なお、上記の呼吸鎖電子伝達系は主なものをピックアップしたのみであり、実際は呼吸鎖複合体のタンパク内に配位されている鉄・硫黄クラスター、シトクロム、キノンサイクル機構、銅原子などを経て酸素に伝達される複雑な経路である。しかしながらその伝達経路は必ず酸化還元電位の低い分子から高い分子に伝達されると言う大原則に基づいている。
78 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 06:50 ID:i6XSNd7XbcDB: 光化学反応 [編集]
光化学反応は光合成の中でも明反応といわれる光エネルギーの関与する反応である。この反応も呼吸鎖と同様、酸化還元反応が連鎖的に起こる反応であるが、水の光分解というユニークな反応を含んでいる。光化学反応については光照射による電子の励起により酸化還元電位が下がる（外部からのエネルギーの投入）と言う興味深い現象が見られる。

光化学系II　複合体における反応
光化学系II　においては水の光分解の反応が見られる。これは光励起により活性中心P680において電子がフェオフィチンに移動するのに伴い、水分解の活性中心であるマンガンから電子が引き抜かれ、4価のマンガンとなって水から電子を引き抜くと言う反応が見られるがゆえである。つまり、P680における酸化還元電位は水のものよりもはるかに高い。

1.P680(E’0 = 1.2V)　→　フェオフィチン(E’0 = -0.4V)
2.チロシン残基(E’0 = 1.1V)　→　P680
3.2価マンガン(E'0 = 0.85V)　→　チロシン残基
4.H2O(E’0 = 0.82V)　→　4価マンガン
光照射によって以上の反応が起きる。電子伝達経路としては上記の順番は逆だが、光照射による励起が関与するために上記の順番で反応は起こる（とはいえ、電子伝達はナノ秒程度の一瞬だが）。酸化還元電位差は以下の通りである。

1.⊿E’0 = -1.6V　←負の電位差、光エネルギーの投入
2.⊿E’0 = 0.1V
3.⊿E’0 = 0.25V
4.⊿E’0 = 0.03V
フェオフィチン以降はプラストキノンを経てシトクロムb6/f複合体に伝達される。

光合成系II　の構造やその酸化還元活性分子の配置に大きな相同性を持つといわれている紅色光合成細菌の光合成反応中心にはマンガンが存在せず、水の分解は行われない。
79 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 06:51 ID:i6XSNd7XbcDB: 光化学系I複合体における反応
光化学系Iにおいてはシトクロムb6/f複合体でプロトン濃度勾配形成に関与した電子をプラストシアニンを経て光励起する。その後フェレドキシンに伝達され、カルビン - ベンソン回路に関与するNADPHの生産が行なわれる。

1.プラストシアニン(E’0 = 0.39V)　→　P700(E’0 = 0.4V)
2.P700　→　初発電子受容体A0(E’0 = -1.2V)
3.初発電子受容体A0　→　フェレドキシン(E’0 = -0.43V)
4.フェレドキシン　→　NADP+/NADPH(E’0 = -0.32V)

光照射により再び酸化還元電位が下げられ、プロトン濃度勾配に寄与した電子を今度はNADPHの合成に当てる。また以上の反応は非循環的な電子伝達だが、循環的伝達経路ではフェレドキシンからプラストキノン(E’0 = 0.10V)を経て再びシトクロムb6/f複合体に伝達され、光照射によるプロトン濃度勾配形成(ATP生産)に当てられる経路も存在する。酸化還元電位差は以下の通りである。

1.⊿E’0 = 0.01V
2.⊿E’0 = -1.6V　←負の電位差、光エネルギーの投入
3.⊿E’0 = 0.77V
4.⊿E’0 = 0.11V
80 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 06:51 ID:i6XSNd7XbcDB: 微生物の培養と酸化還元電位 [編集]
多様な生育を示す微生物の中には、培地の酸化還元電位が生育に影響を示す場合が多い。一般的に、

培地の酸化還元電位が低い：嫌気度が高い
培地の酸化還元電位が高い：好気的である
と言える。したがって低い酸化還元電位を好む微生物は嫌気呼吸を行なうといえる。中でも高い嫌気度を要求する微生物として有名なものがメタン菌であり、培地の酸化還元電位(⊿E'0)は-0.33V以下で無ければならない。他にも一般的な硝化細菌、脱窒菌、硫酸還元菌などは得てして低い酸化還元電位を要求する。

培地の酸化還元電位を下げるにはいくつかの方法があるが、中には酸化還元電位が低すぎると他の細菌との競合に負けたり1%以下の微妙な酸素を要求するケースもあるので、要求する嫌気度によって方法を組み合わせたりする。

1.バブリングを行なわずに窒素あるいは水素の加圧を行なう。
2.窒素をバブリングする。
3.水素をバブリングする。
4.上記の気体をバブリングした後に気体を加圧する。
5.システインあるいは硫化ナトリウムを加える。
下へ行くほど高い嫌気度が期待できる。場合によってはこの全ての方法を組み合わせることもある。空気が入らないように培地の栓には密閉度の高いブチルゴムなどを使用する。気体の加圧の大きさやバブリングの時間によっても嫌気度は変わってくる。

なお、上記の方法を試せばどこまで酸化還元電位を下げることが出来るかという点については個々の実験者の手腕や実験室の環境に依存すると思われる。したがって、培地の中に酸化還元指示薬（レサズリンがよく使用される）を入れ期待した嫌気度が達成できたかどうか確認する。
81 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 06:52 ID:i6XSNd7XbcDB: 酸化還元反応 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%85%B8%E5%8C%96%E9%82%84%E5%85%83%E5%8F%8D%E5%BF%9C

酸化還元反応（さんかかんげんはんのう）とは化学反応のうち、反応物から生成物が生ずる過程において、原子やイオンあるいは化合物間で電子の授受がある反応のことである。英語表記の Reduction / Oxidation から、レドックス (Redox) というかばん語も一般的に使われている。

酸化還元反応ではある物質の酸化プロセスと別の物質の還元プロセスが必ず並行して進行する。言い換えれば、一組の酸化される物質と還元される物質があってはじめて酸化還元反応が完結する。したがって、反応を考えている人の目的や立場の違いによって単に「酸化反応」あるいは「還元反応」と呼称されている反応はいずれも酸化還元反応と呼ぶべきものである。酸化還元反応式は、そのとき酸化される物質が電子を放出する反応と、還元される物質が電子を受け取る反応に分けて記述する、すなわち電子を含む2つの反応式に分割して記述することができる。このように電子を含んで式化したものを半反応式、半電池反応式、あるいは半電池式と呼ぶ。
82 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 06:53 ID:i6XSNd7XbcDB: 酸素が関与する酸化還元反応 [編集]
狭義には酸化あるいは還元とは金属と酸素との化学反応を示す呼称であった。例えば、金属銅は空気中の酸素と徐々に反応し、表面は褐色の酸化銅(II) (CuO) に変化する。酸化銅(II)は高温で炭素と反応させると酸素が奪われて元の金属銅に変化する。前者を酸化といい後者を還元とよぶ。このとき、銅を中心に反応を見ているわけであるから、銅を酸化する物、すなわち酸素は酸化剤である。また、酸化銅(II)を還元して金属銅に戻す炭素は還元剤になる。一方で酸素分子の立場から見ると、前者の銅の酸化反応では、酸素分子は最終的に酸化銅(II)に含まれる酸化物イオンに還元されている。すなわち酸素の酸化数は0から-2に変化しており、このとき金属銅は酸素に対して還元剤として働いているとみなせる。また、後者の酸化銅(II)の還元反応では、炭素は最終的に二酸化炭素になり、炭素の酸化数は0から+4に酸化されている。すなわちこのとき酸化銅(II)は炭素に対して酸化剤として働いている。前者の反応は電子反応論に立つと、金属銅は電子を2個失い、同時に酸素（原子）は金属銅からその2個の電子を受け取ってオクテット則を満たす酸化物イオンとして安定化されている。したがって、酸化還元反応とは、単なる酸素原子の授受に限らず、次に述べるように、物質間の電子の授受を伴う反応であると広義に考えることができる。今日では、この広義の定義が広く用いられている。
83 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 06:53 ID:i6XSNd7XbcDB: 酸素が関与しない酸化還元反応 [編集]
酸素が関与しない反応で、酸化還元電位（平たく言えばイオン化傾向）の差によって自発的に金属が析出する反応がある。例えば以下の反応である。

Cu^{2+}+Zn→Cu+Zn^{2+}

これも酸化還元反応で、金属亜鉛は電子を失って亜鉛イオンとなり、銅イオンは電子を受け取って金属銅になっている。したがって、酸素の授受のない反応にも酸化還元反応を拡大すると、その本質は電子の授受にあるという事ができる。他にも、酸素も金属も関与しない反応で電子の授受を伴う反応が多数存在し、それら全てを含めて酸化還元反応という概念で理解されている。酸素や金属が関与する反応は、膨大な酸化還元反応のうちごく一部でしかない。
84 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 06:53 ID:i6XSNd7XbcDB: 酸化数 [編集]
この様に酸化還元反応では、失う側の電子の数と受け取る側の電子の数は一致するので、化学当量の式で表すことができる。このとき、各元素に酸化数 (oxidation number) という概念を導入すると、当量関係の把握が容易になる。つまり、酸化還元反応の前後で反応系全体の酸化数の総和は変化しないので、各段階でどの様に電子が授受されるかを追跡しなくても、最初の状態と最後の状態で酸化数の変化を見れば、どの原子が酸化されて、どの原子が還元されたかが一目瞭然となる。それゆえ酸化数は酸化状態 (oxidation state) とも呼ばれる。

酸化数は次のルールにしたがって、決定される。

1.単体中の原子の酸化数は 0 とする。
（例　Cu, O2, H2）
2.単原子からなるイオンは、そのイオン原子の酸化数はイオンの電荷の数と等しいとみなす。
（例　Cu2+ ⇒ +2）
3.化合物中の酸素原子の酸化数は −2 とする。例外として過酸化物の酸素は −1 の酸化数を持つ。
4.化合物中の水素原子の酸化数は +1 とする。例外として金属水素化物の水素は −1 の酸化数を持つ。
5.電荷を持たない化合物については、それを構成する各原子の酸化数の総和は 0 になる。
（例　CuO ⇒ Cu (+2) + O (−2) = 0）
6.複数の原子で構成されるイオン（例硫酸イオン）は、それを構成する各原子の酸化数の総和はイオンの価数と一致する。
（例　SO42− ⇒ S (+6) + 4 × O (−2) = −2）
7.特例を除き、原子の酸化数は 2 ずつ変化する。
（例　（Sの酸化数） SO42− (+6) ⇔ SO32− (+4) ⇔ S2O32− (+2) ⇔ S8 (0) ⇔ S2− (−2)
なお、量子化学的解釈は酸化数を参照のこと。
85 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 06:56 ID:i6XSNd7XbcDB: >>84

誤

1.単体中の原子の酸化数は 0 とする。
（例　Cu, O2, H2）
2.単原子からなるイオンは、そのイオン原子の酸化数はイオンの電荷の数と等しいとみなす。
（例　Cu2+ ⇒ +2）
3.化合物中の酸素原子の酸化数は −2 とする。例外として過酸化物の酸素は −1 の酸化数を持つ。
4.化合物中の水素原子の酸化数は +1 とする。例外として金属水素化物の水素は −1 の酸化数を持つ。
5.電荷を持たない化合物については、それを構成する各原子の酸化数の総和は 0 になる。
（例　CuO ⇒ Cu (+2) + O (−2) = 0）
6.複数の原子で構成されるイオン（例硫酸イオン）は、それを構成する各原子の酸化数の総和はイオンの価数と一致する。
（例　SO42− ⇒ S (+6) + 4 × O (−2) = −2）
7.特例を除き、原子の酸化数は 2 ずつ変化する。
（例　（Sの酸化数） SO42− (+6) ⇔ SO32− (+4) ⇔ S2O32− (+2) ⇔ S8 (0) ⇔ S2− (−2)
なお、量子化学的解釈は酸化数を参照のこと。

正

1.単体中の原子の酸化数は 0 とする。
（例　Cu, O2, H2）
2.単原子からなるイオンは、そのイオン原子の酸化数はイオンの電荷の数と等しいとみなす。
（例　Cu2+ ⇒ +2）
3.化合物中の酸素原子の酸化数は -2 とする。例外として過酸化物の酸素は -1 の酸化数を持つ。
4.化合物中の水素原子の酸化数は +1 とする。例外として金属水素化物の水素は -1 の酸化数を持つ。
5.電荷を持たない化合物については、それを構成する各原子の酸化数の総和は 0 になる。
（例　CuO ⇒ Cu (+2) + O (-2) = 0）
6.複数の原子で構成されるイオン（例硫酸イオン）は、それを構成する各原子の酸化数の総和はイオンの価数と一致する。
（例　SO42- ⇒ S (+6) + 4 × O (-2) = -2）
7.特例を除き、原子の酸化数は 2 ずつ変化する。
（例　（Sの酸化数） SO42- (+6) ⇔ SO32- (+4) ⇔ S2O32- (+2) ⇔ S8 (0) ⇔ S2- (-2)
なお、量子化学的解釈は酸化数を参照のこと。
86 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 06:57 ID:i6XSNd7XbcDB: 酸化還元電位 [編集]
酸化還元反応において、電子が授受される方向は酸化剤として働く物質の酸化力、あるいは還元剤として働く物質の還元力の大小にしたがっている。そしてそれは相対的なものであって、酸化剤自身は反応後、還元された状態になるが、それに対してより強い酸化剤を作用させると酸化されてしまう。金属イオンの場合は、前述の酸化還元反応のように酸化力（あるいは還元力）の序列がイオン化傾向として定性的に知られている。但し、金属イオンに対する配位子の有無、溶液のpH（水素イオン指数）、合金形成の有無などによってイオン化傾向の序列は逆転することがあるため、イオン化傾向だけで酸化力や還元力の大小を判断するのは危険である。酸化還元反応を構成する2つの半反応式（多くの場合金属／金属イオンのペア）を、互いに隔離して空間的に異なる別々の場所で行わせ、その際に授受される電子を外部の回路に取り出すことができるように工夫したものが、電池である。このとき測定される電池の起電力は、それぞれの半反応式に含まれる酸化剤の酸化力（あるいは還元剤の還元力）の差を反映している。

以上の原理を元に導入された酸化還元の強度の尺度が酸化還元電位である。レドックス電位とも呼ばれる。
87 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 06:57 ID:i6XSNd7XbcDB: 電池では、その正極と負極において、半反応式（半電池式）で表される1組の酸化還元反応が起こっている。それぞれの極を半電池と呼ぶことにすると、2つの半電池の間に発生するのが電池の起電力である。1対の酸化体と還元体（例えば銅イオンと金属銅）を含む半反応式の酸化還元電位は、ある基準となる半電池と組み合せたときの起電力として定義されている。水溶液系の場合、ある半反応式の酸化還元電位を求める際に基準とする、相手の半電池には

2H + (aq) + 2e - = H2(g)

を使うことが取り決められている。ここで、水素イオンの活量は1、水素ガスの分圧は1気圧であり、このような半電池を標準水素電極（SHE; standard hydrogen electrodeもしくはNHE; normal hydrogen electrode）と呼んでいる。酸化還元反応系において、関与する物質の活量（あるいは分圧）がすべて1の場合の電極電位を標準電極電位と呼んでいる。活量が1でない場合の電極電位はネルンストの式から計算することができる。標準水素電極 (SHE) を基準に求めた種々の半反応式の酸化還元電位は、便覧等に表として掲載されている。
88 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 06:57 ID:i6XSNd7XbcDB: 化学反応 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%8C%96%E5%AD%A6%E5%8F%8D%E5%BF%9C

化学反応（かがくはんのう、英語：chemical reaction）とは、原子間の結合の生成、あるいは切断によって異なる物質を生成する変化のことである。化学変化（chemical change）と同義である。一般に化学の領域、分野で扱われる。化学反応は、一個の分子内で起こる場合もあれば、同種あるいは異種の分子間で起こる場合もある。

反応する物質を反応物あるいは基質 (substrate)、反応によって生ずる物質を生成物と呼ぶ。

化学反応に伴う反応熱は、核反応に伴う反応熱よりも一般には低い。だが三態間の状態変化のような物理変化に伴う熱よりは高い。
89 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 06:58 ID:i6XSNd7XbcDB: 永久磁石同期発電機 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%B0%B8%E4%B9%85%E7%A3%81%E7%9F%B3%E5%90%8C%E6%9C%9F%E7%99%BA%E9%9B%BB%E6%A9%9F

永久磁石同期発電機（えいきゅうじしゃくどうきはつでんき）は、界磁に永久磁石を用いた同期発電機である。

特徴 [編集]
電磁石同期発電機と比較した場合、界磁励磁のための電源回路が不要である事、また外部の電源回路から回転界磁に電流を導くためのスリップリングやブラシなどの電気的接点がなく、構造が簡単で保守が容易である事等の利点がある。

反面、永久磁石は電磁石に比べ起磁力を強くすることができず、励磁電流の加減による無効電力の調整も不可能である。そのため、比較的小型の機器に採用される。

しかし、近年では技術の進歩から大型の物が製造されるようになり、発電設備で使用されるようになってきている。発電機としては重量、体積あたりの発電力が高く保守も容易であることから軍用としても注目されている。

用途 [編集]

専用コンバータ・インバータと組合わせて回生制動用
小型原動機による発電で専用コンバータ・インバータと組合わせて交流系統連系用
整流器と組合わせて、自動車用の直流電源（オルタネータ）
ちなみに自転車の発電機（ダイナモ）は最も身近な実用例である
90 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 06:58 ID:i6XSNd7XbcDB: 永久磁石同期電動機 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%B0%B8%E4%B9%85%E7%A3%81%E7%9F%B3%E5%90%8C%E6%9C%9F%E9%9B%BB%E5%8B%95%E6%A9%9F

特徴 [編集]

誘導電動機・電磁石同期電動機などより高効率である。
整流子・ブラシ・界磁励磁回路・スリップリングがなく、保守が容易である。
界磁の損失による温度上昇がないことから、界磁温度上昇に対する保護が不要である。ただし、界磁に使用されている永久磁石のキュリー温度に近づくと保磁力が弱まる。
回転速度が電源周波数によって決まる。商用交流の周波数は長期的に安定しているため、電波時計が普及する以前は商用交流式の電気時計が広く用いられていた。
一方、速度を変化させる目的には専用の可変電圧可変周波数制御 (VVVF) インバータが必要である。
ベクトル制御を行うために、回転子の位相角を検出するためのホール素子等のセンサーが使用される。逆起電力を検出することで位相角を検出する例もある。

分類 [編集]

埋込構造永久磁石同期電動機 [編集]埋込構造永久磁石同期電動機 (Interior Permanent Magnet Synchronous Motor) は、界磁に永久磁石を埋め込んだ空げきのある常磁性体を使用することにより、永久磁石によるトルクだけではなく、界磁の磁気抵抗の非対称性によるトルク（リラクタンストルク）をも利用できるものである。IPMモーターと呼ばれることもある。

専用のインバータと組合わせ、高効率になるような電圧波形で電機子を励磁する。

用途
電気自動車・ハイブリッドカー
エレベーター
電車[1]
その他インバータ駆動の電気製品
91 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 06:59 ID:i6XSNd7XbcDB: 同期発電機 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%90%8C%E6%9C%9F%E7%99%BA%E9%9B%BB%E6%A9%9F

同期発電機（どうきはつでんき）は、界磁の作る磁界が電機子巻線を横切る回転速度に同期した電力を発電する交流発電機である。

回転子が界磁の、回転界磁形が一般的に用いられる。

発電機 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%99%BA%E9%9B%BB%E6%A9%9F

発電機（はつでんき、electrical generator）は、電磁誘導の法則を利用して、機械的エネルギー（仕事）から電気エネルギー（電力）を得る機械（電力機器）である。

自動車やオートバイなどのエンジンに付いている発電機はオルタネーターやダイナモとも呼ばれ、電気関係の一部ではジェネレータと呼ばれることがある。

構造が電動機と近い（教科書的な簡素な物は同じ構造だが、実用的にはそれぞれに特化した異なる構造をしている）ことから、電車やハイブリッドカーにおいては電動機を発電機として利用してブレーキをかけ（発電ブレーキ）、さらに発生した電力を架線やバッテリーに戻す仕組み（回生ブレーキ）をもっている。動力源が電動機のものについては電動発電機を参照。
92 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 06:59 ID:i6XSNd7XbcDB: ファラデーの円盤 [編集]
***********************

ファラデーの円盤マイケル・ファラデーは1821年に世界初の電動機の一つとも考えられる単極誘導モーターとでも云うべき原理を考案している。しかし、師のハンフリー・デービーとアイデアについて考え方が合わず、以後デービーが亡くなるまで、ファラデーは師の専攻の一つである化学の実験に明け暮れる。

ファラデーは1831年に、電磁気を使った発電機の動作原理を発見した。これが後にファラデーの法則と呼ばれるようになった。すなわち、磁場を横切る形で移動する電気伝導体の両端に電位差が生じることを示した。ファラデーは1832年、初の電磁式発電機「ファラデーの円盤」も製作した。これは一種の単極発電機で、銅円盤をU字形の磁石の間で回転させることにより、円盤の側円部と中心部に微弱な電位差を発生する。

この設計では、磁場の影響を受けない部分で逆電流が発生して円盤内で相殺してしまうため、あまり効率がよくない。磁石の間を通る部分で電流が発生するが、磁場の影響を受けない部分では逆方向に電流が流れる。この逆電流のせいで出力を取り出す導線で得られる電力は微弱となり、電磁誘導のエネルギーの大部分は銅の円盤の温度を上昇させる形で浪費される。後の単極発電機では、円盤の周囲全体に磁石を並べ、全体で一定方向に電流が発生するようにして問題を解決している。

もう1つの欠点は、磁束に対して電流の経路が1つしかないため、出力電圧が非常に低い点である。その後の他者の実験で、複数巻きのコイルを使うと高電圧を作りだせることが判明した。出力電圧は巻き数に比例するので、巻き数を加減することで必要な電圧を容易に発生できる。後の発電機では、巻き線が使われるようになった。

最近では、回転子に希土類磁石を使った単極電動機が実用化されている。これは従来よりも様々な面で利点がある。
93 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 07:02 ID:i6XSNd7XbcDB: >>92

http://www.ichigobbs.org/cgi/15bbs/economy/1592/228

高校化学の電池の復習 >>34-92
94 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 15:09 ID:i6XSNd7XbcDB: 静電気の定義

この定義だけを予め与える勉強方法はお勧めできません．
その理由は，間違いを正しいものとして覚えてしまうからです．
しかし，復習するに前に定義だけを覚える事は便利です．
ここでは，定義で間違いを犯す事よりも，定義から受ける便益の方を優先させます．

クローンの法則

正電気と負電気
原子からいくつかの電子を取り去ったものが静電気を帯びます．
原子に余分な電子が付いたものが負電気を帯びます．

クーロンの法則
r[m]離れた2つの電荷q_{1}, q_{2}の間には

F = k_{0} (q_{1}*q_{2}/r^{2}), (k_{0}=9*10^{9}[N・m^{2}/C^{2}])

の力が働きます．

電界と電位

電界と電気力線

(1)電界
電界\vec{E}中のq[C]の電荷に働く電気力は，以下の通りです．

\vec{F} = q \vec{E}

(2)点電荷がつくる電界
電界の中に，+1[C]の電荷を置き，これに働くクーロン力の向きと大きさを決めれば，それがその点における電界の向きと強さを表します．

(3)電気力線
\vec{E}の向きは電気力線の接線方向，強さは電気力線の密度に比例します．
95 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 15:09 ID:i6XSNd7XbcDB: 電位と電界
距離d[m]を隔てた2点間の電位差がV[V]のとき，電界の強さは，E=V/d[V/m]です．

コンデンサー

静電誘導と誘電分極
電解中に導体あるいは絶縁体を置くと，自由電子の移動や電子の分極により，電荷の分離が起こります．
これをそれぞれ，静電誘導，誘電分極といいます．

コンデンサー
(1) 電気容量　Q=CV
(2) 平行板コンデンサーの電気容量

C=ε_{r}ε_{0}(S/d)

(ε_{r}=比誘電率，ε_{0}=真空の誘電率，S:極板の面積，d:極板間の距離)

コンデンサーのエネルギー

U=(1/2)(Q^{2}/C)=(1/2)QV=1/2CV^{2}

コンデンサーの連結

(1)並列接続
合成容量　C=C_{1}+C_{2}...
コンデンサーにかかる電圧は共通です．

(2)直列接続
合成容量をCとすると，コンデンサーに蓄えられる電気量は等しい．

1/C=(1/C_{1})+(1/C_{2})+...

キーワード：静電気，正電気，負電気，絶縁体，導体，陽イオン，陰イオン，クーロンの法則，電荷，電界，電位，遠隔力，電界ベクトル，点電荷，電気力線，電位差，電圧，等電位面，コンデンサ，静電誘導，自由電子，誘電分極，電気容量，平行板コンデンサ，誘電率，極板，比誘電率，並列接続，直列接続．

出展：竹内均，1989，基礎からよくわかる物理--改訂版--pp182-202，旺文社．
96 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 15:10 ID:i6XSNd7XbcDB: 静電気 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9D%99%E9%9B%BB%E6%B0%97

静電気（せいでんき、static electricity）とは、静止した電荷によって引き起こされる物理現象のこと。

概要
静電気は、物体（主に誘電体）に電荷が蓄えられている（帯電する）状態や、蓄えられている電荷そのもののことを指す場合もある。電荷は常に電界による効果と磁界による効果を持つが、静電気と呼ばれるのは電界による効果が際立っている場合である。

発見は古く、紀元前600年頃にはタレスによる摩擦帯電についての記述が存在している。電池や電磁誘導の原理が見出されるまで、電気といえば静電気のことであった。あまり使われない用語だが、対義語として動電気がある。

しばしば、摩擦帯電によって生じる電荷のことを指して静電気と呼ぶが、本来は摩擦帯電も静電気現象の一つでしかない。例えば圧電効果なども静電気の範疇である。雷もまた、雲に蓄えられていた静電気によって引き起こされる放電現象である。

日常生活で、静電気による放電に出会ったときに「静電気が起きた」という事があるが、これは「静電気によって火花放電が起きた」というほうがより正確である。静電気は放電が起きる前に摩擦などで生じ、物体に蓄えられていたのである。

日本においても静電気学会によって応用方法や事故防止の方法が研究されている。
97 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 15:10 ID:i6XSNd7XbcDB: 発生
もっとも身近な静電気は、2種類の誘電体（絶縁体）の摩擦によって生じる。誘電体をこすり合わせたときに生じる静電気の符号は、物体の組み合わせによってきまる。組み合わせたときに正の電荷を生じるものを右に、負の電荷を生じるものを左になるように並べると、誘電体を一直線上に並べることができ、この配列のことを帯電列と呼ぶ。帯電の極性は帯電列によって決まり、異なる物質間の帯電では帯電列が離れているほど高くなる。

この他、帯電した物体への接近（静電誘導および誘電分極）や、物理的な応力（圧電効果）、温度変化（焦電効果）によっても生じる。実験用途や工業用途で静電気を利用する場合には、ヴァンデグラフ起電機のような静電発電機や、コッククロフト・ウォルトン回路のような昇圧回路を用いる。物体に蓄えられている電荷は自分自身に反発するため、静電気はもっとも広がった状態、すなわち物体の表面に分布する状態がもっとも安定であり、ファラデーケージはこれを原理とする。

利用静電気の利用には、放電現象を利用する場合と、電荷による吸引や反発力を利用する場合がある。電荷による力は距離の2乗に反比例するため、これを利用する場合には対象が細かいほど適している。このため、加速器やイオンエンジンは究極の用途とも言える。産業分野でも、静電植毛・静電塗装や集塵装置のように霧状や煙状の物質（分散系や粉粒体）を扱う用途にしばしば利用されているほか、小型のアクチュエータやモーターへの応用もある。静電気を応用した電子部品としては、一連の圧電素子や水晶振動子、焦電素子、コンデンサ型マイクロフォンなどがある。これらは該当項目を参照のこと。また、身近な応用として有名なものの一つに、レーザープリンターや複写機に用いられる感光ドラムの原理がある。

放電現象の応用では、放電のエネルギーを利用した点火装置が代表的である。身近なガス点火装置も圧電素子による静電気を利用している。また、空気中での放電はオゾンの生成に利用される。
98 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 15:11 ID:i6XSNd7XbcDB: せい‐でんき【正電気】 http://kotobank.jp/word/%E6%AD%A3%E9%9B%BB%E6%B0%97

原子核がもっている電気。また、絹布でガラス棒を摩擦したときにガラスに生じる電気、およびそれと同質の電気。符号は＋で表す。正電荷。陽電気。

ふ‐でんき【負電気】 http://kotobank.jp/word/%E8%B2%A0%E9%9B%BB%E6%B0%97

エボナイトなどの樹脂を毛皮で摩擦したときにエボナイトに生じる電気、およびそれと同質の電気。符号は－で表す。陰電荷。
99 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 15:11 ID:i6XSNd7XbcDB: 絶縁体 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%B5%B6%E7%B8%81%E4%BD%93

絶縁体（ぜつえんたい、insulator）は、電気あるいは熱を通しにくい性質を持つ物質の総称である。

電気の絶縁体 [編集]

電気を通しやすい導体（電気伝導体）に対して、不導体（ふどうたい）ともいう。自由電子を持たない物。また、絶縁体は誘電体としての性質を示す。絶縁体の価電子は原子と強く結合している。そのような物質が電気機器で絶縁物として使われ、電気伝導体を支持しつつそれ自体には電気が流れないようになっている。電柱や鉄塔に電線をとりつける碍子も絶縁物の一種である。

ガラス、紙、テフロンといった材料はよい絶縁物である。電気抵抗率で比較するとさらに抵抗が大きい絶縁物があり、電線や電気配線の絶縁に使われている。例えば、ゴム状の重合体や多くのプラスチックである。そのような材料は低電圧や中程度の電圧（数百から数千ボルトまで）の実用的かつ安全な絶縁物として使用できる。
100 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 15:12 ID:i6XSNd7XbcDB: 固体における電気伝導の物理学 [編集]

絶縁体には電流が流れない。バンド理論において絶縁体は、半導体と同じく価電子帯と伝導帯の間にバンドギャップが存在する状態、またはその状態を示す物質である。金属などの電気伝導体では電子が励起して伝導帯に遷移することで電流が流れる。バンドギャップのためにそのような状態とならない物質が絶縁体である。半導体よりバンドギャップの値が大きいものが絶縁体でありその間に歴とした境界はない（モット絶縁体のような例外もある）。

絶縁は、電子に占有された最もエネルギー準位の高い価電子帯からその上にある次のバンド（伝導帯）までが大きなエネルギーギャップで隔てられているために起きる。ある十分に高い電圧（絶縁破壊電圧）がかかると、電子が伝導帯まで励起するのに十分なエネルギーが与えられる。一度この電圧を越えると、その材質は絶縁体であることをやめ、電荷が流れるようになる。しかし、そうなったときは一般に物理的または化学的に変化し、その材料の絶縁性は恒久的に損なわれる。

絶縁体には共有結合性やイオン結合性の強い物質に多い。ただし例外としてグラファイトは、層内の結合は強い共有結合であっても半金属である。電解液やプラズマのようにイオンを含む液体や気体では電子ではなくイオンが電荷を担うため、伝導体となる。
101 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 15:13 ID:i6XSNd7XbcDB: 絶縁破壊 [編集]

絶縁体は絶縁破壊という現象で損傷を受ける。絶縁物に電界を印加したとき、その物体の（バンドギャップエネルギーに比例する）しきい値を超えると、その絶縁体は電気抵抗を伴う抵抗器となり、破壊的な結果を伴うこともある。絶縁破壊の際、自由な電荷担体が強い電場によって加速され、それが衝突した原子をイオン化して電子を飛び出させるのに十分な速度となる。そのようにして自由になった電子とイオンも加速し別の原子に衝突するので、さらに電荷担体が生み出されるという連鎖反応（電子雪崩）が起きる。こうして絶縁体は瞬時に電荷担体で満たされ、電気抵抗値が低下する。空気における絶縁破壊はコロナ放電やアーク放電といった放電現象を伴う。同様の絶縁破壊は任意の絶縁体に起こりうる。真空でも放電現象は起きるが、それは金属電極から電荷が放出されることによるもので、真空自体が電荷を生み出しているわけではない。
102 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 15:13 ID:i6XSNd7XbcDB: 用途 [編集]
絶縁体は、電気配線やケーブルの柔軟な被覆によく使われている。また、空気も絶縁体なので、それを絶縁に利用することもある。高圧送電線はプラスチックなどのコーティングが現実的でないため、主に空気だけを絶縁に利用している。電線が互いに触れると短絡や火災の危険を生じる。同軸ケーブルの中心にある内部導体は中空の外部導体のちょうと真ん中になるよう絶縁体で支持されており、電磁波の反射を防いでいる。60ボルト以上の電圧がかかっている電線は感電によって人が死亡する危険性をはらんでいる。絶縁体をコーティングすることでそういった問題を防ぐことに役立っている。

被覆電線/ケーブルには電圧と温度の定格が存在する。アンペア容量はその電線やケーブルが使用される環境に依存するので、定格化されていない。

プリント基板はエポキシ樹脂やファイバーグラスで出来ており、そういった絶縁体の板が銅の導体の層を支持している。電子部品にも絶縁体のエポキシ樹脂やフェノール樹脂で封入したものやガラスやセラミックでコーティングしたものもある。

トランジスタや集積回路などの半導体素子では、シリコンはドーピングによって導電性があるが、熱と酸素を加えることで部分的によい絶縁体とすることもできる。酸化したシリコンは石英すなわち二酸化ケイ素である。

変圧器やコンデンサを含む高電圧システムでは、放電を防ぐのに液体の絶縁オイルをよく利用する。絶縁破壊を防ぐために電位差の大きい空間を空気の代わりに絶縁オイルで満たす。また、セラミックまたはガラス製のホルダー（碍子）で電線を保持することもよくあるし、なんらかのガスや真空もよく使われる。電線と周囲との距離をとることで空気を絶縁体として利用することも多い。
103 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 15:14 ID:i6XSNd7XbcDB: 導体 (Conductor) http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%B0%8E%E4%BD%93

通常は、電気を通す物体（物質）のこと。→電気伝導体
イオンを通す物体（物質）のこと。→イオン伝導体
熱を伝え易い物体（物質）を導体と言う場合もある。→熱伝導
特に、電気（熱）を良く通す（伝える）ものを良導体と言う。

イオン http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%99%BD%E3%82%A4%E3%82%AA%E3%83%B3#.E9.99.BD.E3.82.A4.E3.82.AA.E3.83.B3
電荷を帯びた原子、または原子団をイオン（英: ion）という。電離層などのプラズマ、電解質の水溶液、イオン結晶などのイオン結合性を持つ物質内などに存在する。

陽イオン [編集]
電子を放出して正の電荷を帯びた原子、または原子団を陽イオン（ようイオン、英: positive ion）、あるいはカチオン (cation) と呼ぶ。金属イオンはすべて陽イオンである。

陰イオン [編集]
電子を受け取って負の電荷を帯びた原子、または原子団を陰イオン（いんイオン、negative ion）、あるいはアニオン (anion) と呼ぶ。ハロゲンはすべて陰イオンとなる。
104 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 15:14 ID:i6XSNd7XbcDB: クーロンの法則 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%AF%E3%83%BC%E3%83%AD%E3%83%B3%E3%81%AE%E6%B3%95%E5%89%87

クーロンの法則（クーロンのほうそく、英語:Coulomb's law）とは、荷電粒子間に働く反発し、または引き合う力がそれぞれの電荷の積に比例し、距離の2乗に反比例することを示した電磁気学の基本法則。

ヘンリー・キャヴェンディッシュにより1773年に実験的に確かめられ、シャルル・ド・クーロンが1785年に法則として再発見した。磁荷に関しても同様の現象が成り立ち、これもクーロンの法則と呼ばれる。一般的にクーロンの法則と言えば、通常前者の荷電粒子間の相互作用を指す。

また、導体表面上の電場はその場所の電荷密度に比例するという法則も「クーロンの法則」と呼ばれる。こちらは「クーロンの電荷分布の法則」といい区別する。

クーロンの法則

F=k(q_{1}q_{2}/r^{2+δ})

ここで q1, q2 は荷電粒子の電荷量。r は粒子間の距離。k は比例定数。

F は q_{1}*q_{2}>0 ならば斥力を表し、q_{1}*q_{2}<0 ならば引力を表す。これは実験から見出したもので距離の指数 2+δ は物理量で有効数字をもち、現在もより精密な実験により更新されている。キャヴェンディッシュによる実験では |δ|=1/50 であり、マクスウェルの実験では |δ|=1/21600 、現在の値では|δ|<2×10^{-9} であることが確かめられている。このため実用的には通常距離の二乗としている。この実験の成果からこの法則をクーロンの法則と呼ぶ。また式中の定数 k をクーロン定数といい、この式で表される力 F をクーロン力（静電力、静電気力、静電引力）という。
105 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 15:15 ID:i6XSNd7XbcDB: 電荷に関するクーロンの法則 [編集]
二つの電荷を帯びた粒子（荷電粒子）間に働く力の大きさは、二つの粒子の電荷(q_{1}とq_{2})の積に比例し、粒子間の距離r の二乗に反比例する。同符号の電荷のあいだには斥力、異なる符号の電荷のあいだには引力が働く。この力のことをクーロン力（またはクーロン相互作用）と呼ぶ。

F=k(q_{1}*q_{2}/r^{2})

ただしF を力の大きさ、q を電荷の大きさ、r を2物体間の距離とする。k は比例定数である。
q_{1} = 1C, q_{2} = 1C (単位C: クーロン、1C=1A·s) として粒子間距離 r を 1m に設定し、力を測定すると比例定数が求められる。これによると k = 8.9876×109 N·m2·A^{-2}·s^{-2} である。

ここで k=(1/4πε_{0}) とおくと、F=(1/4πε_{0})(q_{1}q_{2}/r^{2}) と表せる。

国際単位系（SI）で記述すると比例定数ｋには（真空の）誘電率 ε0 (= 8.854×10-12 A2·s2·N-1·m-2)があらわれる。

方向まで考慮すると、

\mathbf{F}=(q_{1}q_{2}/4πε_{0})(1/r^{2})\mathbf{\hat{r}}
\mathbf{\hat{r}}=\mathbf{r}/|\mathbf{r}|=\mathbf{r}/r

クーロン力は以下のようなクーロンポテンシャルから導くことができる。

V_{1}(\mathbf{\hat{r}_{1}})=(q_{1}*q_{2}/r)\mathbf{\hat{r}}=V_{2}(\mathbf{r_{2}})

クーロン力は位置のみに依存する保存力であることがわかる。
106 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 15:15 ID:i6XSNd7XbcDB: 磁荷に関するクーロンの法則 [編集]

また、磁荷を帯びた粒子間に働く力に関しても距離の逆二乗の関係があり、発見者(同上)の名にちなんでこれもクーロンの法則という。ただし、磁荷は電荷のように分割はできず（どんなに細かくしても必ずN極とS極が対になる）、現実には存在しない。ここでは仮想的な概念として磁荷を取り扱う。
F を力の大きさ、m を磁荷、k'を比例定数、μ_{0}は真空の透磁率とすると

F=k^{'}(m_{1}m_{2}/r^{2})=(m_{1}m_{2}/4πμ_{0})(1/r^{2})

書き換えると、

\mathbf{F}=m_{1}H

ただし、この定義はEHとなるため、磁荷の単位はWb(ウェーバ)となり\mathbf{H}の単位はA/m。\mathbf{B}で別表記すると

\mathbf{B}=μ_{0}\mathbf{H}

と言う対応から、

\mathbf{F}=(m_{1}/μ_{0})\mathbf{B}

となる。また次のようにも考えられる

m_{1}\mathbf{H}=m_{1}(m_{2}/4πμ_{0})(1/r^{2})\mathbf{\hat{r}}
=(m_{1}/μ_{0})\mathbf{B}

ゆえに、

\mathbf{B}=(m_{2}/4π)(1/r^{2})\mathbf{\hat{r}}

となる。
107 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 15:15 ID:i6XSNd7XbcDB: 引力と斥力 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%96%A5%E5%8A%9B

引力（いんりょく、英語：attraction）とは、2つの物体の間に働く相互作用のうち、引き合う（互いを近付けようとする）力のこと。一方、斥力（せきりょく、英語：repulsion）とは、同様に2つの物体の間に働く相互作用であるが、反発し合う、すなわち互いを遠ざけようとする力のこと。

現在、物理学においては4つの基本的な力が考えられている。

そのうちのひとつ、電磁力（静電力と磁力）には引力と斥力の両方が存在する。電気と磁気にはそれぞれ2つの極性があり（電気では正と負、磁気でも正負と言うがN極とS極と言うこともある）、同じ極性同士には斥力が働き、異なる極性同士には引力が働く。このように、引力と斥力の違いは単なる符号の違いといえる。

一方で、これもまた4つの力のうちのひとつである重力（万有引力）は、引力だけが確認されており、斥力としての重力は確認されていない。

また、特殊な場合として、パウリの排他律はある種の2つの物理的存在（フェルミオン）が同時にひとつの場所を占めることができない(正確にはひとつの状態を取り得ない)という法則であり、このためこの種の存在が非常に接近したとき非常に強力な斥力が発生するとみなすことができる。この場合は斥力だけであり、対応する引力は存在しない。

古来より引力と斥力は、漠然とではあるが、世界を説明する重要な対になる概念であった。引力と斥力で世界の全てを説明できると考えた哲学者もいた。現在でも力は重要な概念であるが、もちろん引力と斥力だけで世界や物理現象を全て説明することはできないし、引力と斥力（種々の物理的力）について全てがわかっているわけでもない。
108 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 15:16 ID:i6XSNd7XbcDB: 電荷 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E8%8D%B7

電荷（でんか、電気量）は、素粒子が持つ性質の1つである。電荷の量を電荷量という。電荷量のことを単に電荷と呼ぶこともある。電荷を持つ粒子のことを単に電荷と呼ぶこともある。

概要 [編集]
電荷量は正または負の値を取りうる。電荷量が正である電荷を正電荷といい、電荷量が負である電荷を負電荷という。陽子は正電荷を持つ。電子は負電荷を持つ。中性子は電荷を持たない。正電荷を持つ粒子のことを単に正電荷と呼んだり、負電荷を持つ粒子のことを単に負電荷と呼ぶこともある。その呼び方を使えば、陽子は正電荷であり、電子は負電荷である。

電子や陽子の持つ電荷量の絶対値を電気素量という。

物理 [編集]
クーロンの法則 [編集]
正電荷（を持つ粒子）同士の間には斥力（互いに遠ざけようとする力）が生じる。負電荷（を持つ粒子）同士の間にも斥力が生じる。正電荷（を持つ粒子）と負電荷（を持つ粒子）の間には引力（互いに引き付けようとする力）が働く。これらの力は、各粒子の電荷量に比例し、粒子同士の距離の2乗に反比例する。これをクーロンの法則といい、この力をクーロン力という。

帯電 [編集]
物体や空間において、その中に電荷を持つ粒子が複数存在するとき, 各粒子の持つ電荷量の合計を、その物体や空間の「正味の電荷量」と呼ぶ。正電荷と負電荷が等量だけ存在するときは正味の電荷量はゼロである。この状態を中性という。正味の電荷量がゼロでないとき、つまり正電荷か負電荷のどちらかの方が多いとき、その物体や空間は帯電しているという。

帯電する現象を静電気と呼ぶこともある。静電気現象は放電などを含むため、帯電は静電気現象の一部である。
109 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 15:17 ID:i6XSNd7XbcDB: 電流 [編集]
単位時間あたりにある場所（もしくは面）を通過する電荷量のことを電流という。電流のSI単位はアンペア[A]である。これはSI基本単位である。電流の定義より明らかに, 電荷は電流を時間で積分したものである。従って, 電荷のSI組み立て単位はアンペア・秒[A s]である。この単位をクーロン[C]という。すなわち, 1[C]=1[A s]である。

電荷素量 [編集]
電荷素量を記号eで表すと陽子は+e 、電子は-e 、中性子は0の電荷をそれぞれ持っている。イオンを表すMg2+やOH-などはそれぞれ+2eや-eだけ帯電していることを示す。素粒子であるクォークは(-1/3)eまたは(+2/3)eの電荷を持っている。なお反粒子はその対になる粒子と正負が逆で絶対値が等しい電荷を持つ。たとえば電子の反粒子である陽電子は+eの電荷を持ち、陽子の反粒子である反陽子は-eの電荷を持つ。

電荷密度 [編集]
単位体積あたりの電荷を電荷密度という。

電荷保存則 [編集]
電荷の総量は永遠に変わらないと言われている。
110 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 15:17 ID:i6XSNd7XbcDB: 電場 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E7%95%8C

電場（でんば）または電界（でんかい）（英語:Electric field）は、電荷に力を及ぼす空間の性質のひとつ。E の文字を使って表されることが多い。おもに理学系では「電場」、工学系では「電界」ということが多い。また、電束密度と明確に区別するために「電場の強さ」ともいう。時間によって変化しない電場を静電場（せいでんば）または静電界（せいでんかい）とよぶ。

空間のある点に, 正の単位電荷量をもつ電荷（それを試験電荷という）を静止させて置いたとき、その電荷に生じるであろう電磁気的な力を、その点における電場と定義する。

電磁気的な力は電荷量に比例することが実験により知られている。従って, 位置 r に於いて電荷量 q の電荷に働く力を F とすると定義により以下の式が成り立つ。

\mathbf{F}=q\mathbf{E}(\mathbf{r})

電位 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E4%BD%8D
電位（でんい、electric potential）とは、静電場の中にある単位電荷がその点において持つ静電エネルギー（電気的な位置エネルギー）のこと。クーロン力によるポテンシャルのことであり、静電ポテンシャルともいう。単位は一般に V （ボルト）を用いる。特に電位差のことを電圧という。電位差がベクトル量であるのに対して、電位はスカラー量である。

一般に、電荷 Qを持つ点電荷から r だけ離れた地点の電位Vは V = Q / r である。電位は V = W / Q によって求められる。ここで V は電位（単位は V）、W は仕事（単位は J）、Q は電荷（単位は C）を表す。つまり電位の単位 V は J/C の次元を持つ。

電磁気学において [編集]
上に述べたように、電位とは電場（電界）の中にある単位電荷の持つエネルギーである。さて、ここで言う電場の意味だが、電場とは電気的な作用を物体に及ぼす空間のこととし、その定義はクーロンの法則に根拠を求めて、空間中に単位静電荷を置いたときに空間が単位正電荷に加える力のこととする。従って、今、電場の大きさがE[V / m]の点Pに、q[C]の電荷を帯びた物体があるとすると、物体が電場から受ける力F[N]は、

F = qE

となる。SI単位系。
111 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 15:18 ID:i6XSNd7XbcDB: 力点と作用点　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%8A%9B%E7%82%B9%E3%81%A8%E4%BD%9C%E7%94%A8%E7%82%B9
力点と作用点（りきてんとさようてん）とは、力学において、力を加えるものと、力を加えられる物体の間で、その力の作用のしかたをモデル化するための概念である。

総論 [編集]
例えば、人が滑らかな床の上にある箱を移動させるとき、その箱に直接触れて押す事を考えよう。このとき、人が物体を押す力を加えている点はその手が箱に接触している点であり、この点の事を力点という。一方、箱の側から考えたとき、この物体の運動を変化させる力が箱に作用している点は、やはり人の手が箱に触れている点であり、この点の事を作用点と言う。このとき、力点と作用点は同じ点である。ただし、同じ点と入っても厳密には、力点は力を加える主体である人に属し、作用点は力を加えられる対象である箱に属すると言う違いがある。

さて次に、人が手に棒を持ち、その棒の先端を箱に接触させて押す事を考えよう。このとき、人が力を加えている点は、その棒を持っている点であり、ここが力点である。一方、箱の側から考えると、この箱の運動を変化させている力が作用しているのは、棒と箱が接触している点であり、ここが作用点である。この例では、力点と作用点は同一ではない。

さて、何気なく書いたが、ここで一つ重要なのは、この例で棒は、力を加えている主体とも加えられている対象とも独立した、単に力を媒介する媒体であると考えている点にある。もし、力を加える主体として、人と棒をあわせた系を考えるならば、人と棒をあわせた系が力を加えている点すなわち力点は、棒と箱が接触する点ということになる。もちろん、棒と箱からなる系を力を加えられる対象とみなすならば、作用点は人が棒を握っている点ということになる。
112 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 15:18 ID:i6XSNd7XbcDB: 遠隔力と力点・作用点 [編集]力点と作用点を分けて考える考え方が分かりやすいのは、上記のような接触によって伝達される近接力の場合よりも、むしろ万有引力や電磁気力などの遠隔力の場合であろう。質点どおしの間に働く万有引力を例にとって、遠隔力の場合の力点・作用点の考え方について見てみよう。

空間に二つの質点AとBが、有限の距離dだけ離れて存在する場合を考える。それぞれの質量をmA,mBとし、万有引力定数をGとすると、二つの質点間に働く万有引力の大きさFは、

F=G(m_{A}m_{B}/d^{2})

であるが、この力の力点・作用点はどうなるだろうか。

この場合、質点Aが質点Bに及ぼす万有引力の力点は質点Aであり、作用点は質点Bである。また質点Bが質点Aに及ぼす万有引力の力点は質点Bであり、作用点は質点Aである。

電磁気学静電場 http://ja.wikibooks.org/wiki/%E9%9B%BB%E7%A3%81%E6%B0%97%E5%AD%A6_%E9%9D%99%E9%9B%BB%E5%A0%B4
初等物理学公式集 http://ja.wikibooks.org/wiki/%E5%88%9D%E7%AD%89%E7%89%A9%E7%90%86%E5%AD%A6%E5%85%AC%E5%BC%8F%E9%9B%86
113 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 15:18 ID:i6XSNd7XbcDB: 電気力線 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E6%B0%97%E5%8A%9B%E7%B7%9A

電気力線（でんきりきせん、line of electric force, electrical flux line）とは、ファラデーによって考え出された、電気力の様子を視覚的に表現する為の仮想的な線をいう。

1.電気力線は正の電荷から負の電荷へと向かう線として書く。
2.電荷のないところで途切れたり二つ以上の電気力線が交わったりすることはない。
3.ある閉曲面を通過する電気力線の本数はその閉曲面の内側に含まれる電気量に比例する。

とする。よって電気力線の密度が、弱い電気力の働く場所では疎に、強い電気力が働く場所では密となるように電気力線は引かれる。上記の条件のうち3番目のものには注意が必要である。電気力線は方向を持つ曲線であるから、曲面を通過する場合内側に向かうものと外側に向かうものが有る。ここで問題にしているのは閉曲面内の電気量と比例するのは内から外へ向かう電気力線の本数から外から内へ向かう電気力線の本数をひいたものである。これがマイナスになる場合閉曲面内の電荷は負である。閉曲面をただ貫くような電気力線は閉曲面内の電気量とは無関係である。

ここで、電気力線は一般的には電荷の有無とは無関係に存在する線であることに注意しなくてはならない。例えば磁束の変化があると、この電気力線が突然に出現するが、電荷は存在しない。もちろん上記の条件は守られるから磁束の変化によって生じた電気力線は閉曲線となる。

電気力線の集まりはファラデー管という。
114 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 15:18 ID:i6XSNd7XbcDB: 電圧 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E4%BD%8D%E5%B7%AE

電圧（でんあつ）とは、電位と同義語だが主に電位差の意[1]。基準点からの電位（電気的なポテンシャル）の差のことである。英語では electric tension とも呼ぶ[2]。特に電圧は単位電荷当たりのエネルギーに等しい[3]。静電場の場合、2点間の電圧と電位差は等しいが、時間と共に変化する電磁場に一般化すると、電圧と電位差は必ずしも同義ではない[4]。

電位は単位電荷を静電場内である地点から移動させるのに要するエネルギーである[5]。

電圧は電圧計で計測でき、単位としてはMKSA単位系でボルト(V)が使用される。電圧を意味する記号としては、EかVが用いられる。

HOME＞電磁気学＞電気力線と等電位面 http://www.buturigaku.net/main01/Electricity/Electricity13.html

電気力線と等電位面

電位は場所によって異なる。電荷から遠いところでは小さいし、近ければ大きい。
この電場の中で、電位の等しい点を連ねていくと面が形成される。
この面を等電位面という。

類例として地図の等高線や天気図の等圧線がある。
これらは高さや気圧の等しい点を連ねて線としているのだ。

同じ等高線上の点はすべて同じ高さなのである。
地図を見ると急峻な山岳地帯は等高線が込み合っている。(等高線の間隔が狭い)
これは高さの差が大きい、つまり急な斜面であることを意味する。

これは等電位面でも同じことだ。
等電位面の間隔が狭いときは、電位の差が大きいことを意味している。
等電位面内での電荷の移動に仕事は要しない。電位に差がないからだ。
電位に差がないからだ。

一方、等電位面から少しでも外れると、仕事を要することになる。
等電位面に垂直に移動する場合に仕事が最大となる。
つまり電気力線は等電位面に直交するということだ。
115 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 15:21 ID:i6XSNd7XbcDB: コンデンサ http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B3%E3%83%B3%E3%83%87%E3%83%B3%E3%82%B5%E3%83%BC

コンデンサ（蓄電器、羅: condensare、英: capacitor）は、静電容量（キャパシタンス）により電荷（電気エネルギー）を蓄えたり、放出したりする受動素子である。

静電容量の単位はF（ファラド）が使われる。通常使われるコンデンサは数pF - 数万μF程度であるが、電気二重層コンデンサなどでは数千Fオーバーの大容量な物もある。両端の端子に印加できる電圧（耐圧）は、2.5V - 10kV程度までさまざまである。

なお、現代において、英語圏では、コンデンサと言った場合、復水器などの熱交換により高温で気体になった物質を液体に戻す装置を指すことがもっぱらで、蓄電器を指してはキャパシタの語が主として用いられている（コンデンサマイクなどコンデンサで定着してしまっているものもある）。

物理学的説明 [編集]

まず、物理学（電磁気学）による理学的説明からはじめる。工学的（電気・電子工学）観点からの解説や応用は後述する。

コンデンサは、誘電体によって分離された2枚の電極もしくは電極板によって構成される。

容量 [編集]
コンデンサの容量(C)は電荷(Q) の蓄積と電極間の電圧(V)で測定される。

C=Q/V

国際単位系 (SI) では容量はファラドを単位とするが、ファラドは後述する電気二重層コンデンサ等を電源として利用する場合を除き通常は過大なので、マイクロファラド (µF)、またはピコファラド (pF) を用いる場合が多い。ナノファラド (nF) を用いる場合もあるが、日本では稀である。

なお、使用する場合の電力量（W、単位ジュール）は

W=(1/2)CV^{2}

となる。つまり、容量1ファラドのコンデンサに10ボルトの電圧がかかっている場合、電力量は50ジュール（ワット秒）となる。したがって、この場合における定格出力50Wの電気製品が1秒間動作することになる。（これは理論値であり、実際には電圧を安定させるための回路などが必要となるため、その分電力量が減ることとなる。）
116 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 15:21 ID:i6XSNd7XbcDB: 容量は電極の面積に比例、電極間の距離に反比例する。同様に誘電体の誘電率にも比例する。

平行に配置された電極板のコンデンサの容量は

C
だいたい
(εA/d);A >> d^{2}

である。ただしAは1つの電極板の面積、dは電極板間の距離、εは電極板間の誘電体の誘電率を表している。
117 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 15:21 ID:i6XSNd7XbcDB: 静電誘導 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9D%99%E9%9B%BB%E8%AA%98%E5%B0%8E

静電誘導（せいでんゆうどう;Electrostatic induction）とは帯電した物体を導体に接近させることで、帯電した物体に近い側に、帯電した物体とは逆の極性の電荷が引き寄せられる現象。導体中を実際に電荷が移動することで引き起こされる。このとき、電荷は導体内の電位差を打ち消すように移動するため、導体内部は等電位となる。良く似た現象に誘電分極があり、こちらは誘電体の場合に起きる現象である。

自由電子 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%87%AA%E7%94%B1%E9%9B%BB%E5%AD%90

自由電子(じゆうでんし, free electron)とはポテンシャルがゼロ、つまり何ら束縛を受けていない電子のこと。

一般向けの説明では伝導電子と同じ意味に用いられ、金属内部には自由電子が存在し、電気伝導や熱伝導を担う、というように説明される。金属結合、バンド理論も参照。実際には通常の金属においても、伝導電子はごく弱くはあるが相互作用を受けており、自由電子として扱うのは一種の理想化である。

この自由電子をモデルとしたものを自由電子モデル（自由電子模型、Free electron model→自由電子近似）と言う。金属の伝導電子のモデルとして使用される。（←強く束縛を受ける伝導電子などには適用できない）また、電子同士の多体相互作用も無視している。

自由電子のバンド構造（E-k曲線）は、E(\mathbf{k})={\hbar}^{2}k^{2}/2m から放物線であり、フェルミ面の形状は球状となる。

フェルミ気体(模型)とも呼ばれる。低温で自由電子はフェルミ縮退の状態にあり、特有の性質を示す。
118 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 15:22 ID:i6XSNd7XbcDB: 誘電分極 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%AA%98%E9%9B%BB%E5%88%86%E6%A5%B5

誘電分極（ゆうでんぶんきょく、dielectric polarization）とは、帯電した物体を絶縁体（誘電体）に接近させることで、帯電した物体に近い側に、帯電した物体とは逆の電荷が現れる現象。電気分極 (electric polarization) とも言われる。

電場によって微視的な電気双極子が整列することで引き起こされる。正負の電荷の組が無数に並んでいる状態であるため、内部にも電位差が生じている。良く似た現象に静電誘導があり、こちらは導体の場合に起きる現象である。

自由電子のない不導体では電荷が移動出来ないため、その表面に電荷が生じるなど有り得ない現象のようにも思えるが、実際には分子自体が電荷の偏りをもっていて（極性分子）これが整列したり、あるいは分子内の中の電子がプラス側に偏るため、引き起こされる。

電子、イオン、分子、電荷における分極 [編集]
誘電性の源は誘電体内部に電気双極子が生じることである。これを誘電分極と呼び、電子分極、イオン分極、配向分極、空間電荷分極に分類される。

誘電体内部では電子は自由に動くことができない。このような誘電体に外から電界を与えると誘電体中の原子（あるいは分子）はプラスの電荷に偏った部分と、マイナスの電荷に偏った部分に分かれる。これを電子分極と呼ぶ。

NaClのようなイオン結晶の場合、外から電界を与えるとNa+とCl-が相対的に変位して双極子が発生する。これはイオン分極や原子分極と呼ばれる。

配向分極は誘電体を構成する分子が極性を持っている場合に考えられる。電界がかかっていない場合、分子はランダムな方向を向いているため全体としては電気双極子を持たないが、電界を与えると分子が配向するために双極子が生じる。配向分極では一般に双極子モーメントが電子分極やイオン分極よりも大きい。さらに電界を充分に長時間かけていると電荷単体が誘電体の中を移動して双極子を生じる。これを空間電荷分極と呼ぶ。
119 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 15:23 ID:i6XSNd7XbcDB: 自発分極 [編集]
強誘電体や焦電体と呼ばれる特定の誘電体の内部では、外部から電界がかけられなくても、分極した原子や分子が全てランダムな方向を向いているのではなく、プラスの電荷の部分とマイナスの電荷の部分が互いに引きつけ合うために整然と並んである程度の大きさの分極した区域を作り、それぞれの分極区域同士がランダムな方向を向いている、という構成をしている。これによってエネルギーを最小化して安定している。こういった分極区域は自発分極（spontaneous polarization）と呼ばれる[1]。

ヒステリシス特性 [編集]
強誘電体と呼ばれる特定の誘電体では、外部から十分な強度の電界が加えられると自発分極が向きを変え、電界の方向にそって並び、全ての自発分極の方向が揃えば飽和してしまい、より強い電界が加えられてもそれ以上は変化しない。内部の双極子は隣接するもの同士が互いにプラスとマイナスを打ち消しあうが、強誘電体の両端面には電荷が現れる。この電荷は「分極電荷」と呼ばれ、この自発分極の配列は外部電界が無くなっても持続するため両端面の分極電荷も残る。この効果は加えられる外部電界の強度に応じたヒステリシス特性を持つ[1]。
120 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 15:23 ID:i6XSNd7XbcDB: 圧電性 [編集]
圧電体と呼ばれる特定の誘電体の結晶では、外部から加えられる交流的な振動や強い衝撃によって双極子の持つ分極に変化が加わり、空間電荷がこれを補正するまでの短時間だけ外部結晶表面に比較的高い電圧が生じる。この性質とその効果は「圧電性」や「圧電効果」と呼ばれる。圧電性は可逆的であり、圧電体の結晶は電圧、つまり外部から加えられる電界に応じて変形する。この逆の効果は「逆圧電効果」と呼ばれる。

誘電分極の定量的な取扱い [編集]
誘電分極の度合いを表す量として(誘電)分極モーメント(或いは単に(誘電)分極) P (単位：C/m2) がある。

巨視的な定義 [編集]
誘電分極 P の定義は

\mathbf{P}=\mathbf{D}-ε_{0}\mathbf{E}

である。D は電束密度、E は電場の強さ、ε0は真空の誘電率である。

第2項は誘電体などが無い真空であったと仮定した際の電束密度である。即ち、誘電分極 P は誘電体の存在によって生じる電束密度の真空からのずれを表している。

微視的な定義 [編集]
電気双極子モーメント [C・m] が体積 ΔV [m³] 中に存在するとき、誘電分極 [C/m²] は、

P=(∑_{i}\mathbf{p}_{i}/⊿V)

となる。
121 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 15:24 ID:i6XSNd7XbcDB: 同一方向の双極子モーメントが作り出す誘電分極 [編集]
全て同じ方向と大きさ p [c・m] を持つ n個の電気双極子モーメントが作り出す誘電分極 P [C/m²] の大きさは

P = np = nqδ = ρδ

で表され、ベクトル P の方向は、負電荷側から正電荷側となる。ここで、 q は各電気双極子モーメントの片端にある電荷量 [C] 、 δ は正負電荷 (+q および -q) 間の距離 [m]、 ρ は分極電荷密度 [C/m²] である。
122 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 15:24 ID:i6XSNd7XbcDB: 静電容量 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E6%B0%97%E5%AE%B9%E9%87%8F

静電容量（せいでんようりょう、electrostatic capacity または capacitance）は、コンデンサなどの絶縁された導体において、どのくらい電荷が蓄えられるかを表す量である。電気容量（でんきようりょう）、またはキャパシタンスとも呼ばれる。

定義 [編集]
静電容量は単位電圧あたりの蓄えられた電荷として与えられる。量記号は C 、単位はファラド [F] を用いる。ある物体に 1 ボルトの電圧を与えたとき、1 クーロンの電荷を蓄えたならば、その物体の静電容量は 1 ファラドである。

1Fという静電容量は非常に大きなものである。通常、我々の周囲で用いられる電子部品としてのコンデンサでは、1Fの100万分の1 (10^{-6}) のマイクロファラド [μF] や、1兆分の1 (10^{-12}) のピコファラド [pF] が多く用いられる。

孤立した導体の静電容量 [編集]
電気的に孤立した導体の静電容量を C [F] 、導体に蓄えられている電荷を Q [C]、無限遠点を基準とした電位を V [V] すると次の式で表される。

C=Q/V

平行平板導体の静電容量 [編集]
面積 S [m2] 、間隔 d [m] の2枚の平行導体の間に、誘電率 ε の誘電体が均一に充てんされている物体がある。

平板の片方に +Q [C] 、もう一方に -Q [C] の電荷を与えたとき、平板間が平等電界となるのでそれを E [V/m] とすると、ガウスの法則より次のようになる。

ES=Q/ε
E=Q/εS

また、平板導体間の電圧を V [V] とすると次のようになり、この物体の静電容量 C [F] が求められる。

V=Ed=Qd/εS
C=Q/V=εS/d
123 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 15:25 ID:i6XSNd7XbcDB: 静電容量の合成 [編集]
静電容量の並列接続 [編集]
静電容量の並列接続を行った場合、その合成静電容量 C は、各静電容量 Ci [F] に対しそれぞれ等しい全電圧 V [V] がかかるため、そのときの電荷を Q [C] とすると、次のようになる。

C=Q/V=(V∑^{n}_{i=1}C_{i}/V=∑^{n}_{i=1}C_{i}

合成静電容量は、各静電容量の総和に等しい。

静電容量の直列接続 [編集]
静電容量の直列接続を行った場合、全体に V [V] の電圧をかけ、そのときの各素子間に電荷が流れ込まないため電荷が等しくなるのでそれを Q [C] とする。その合成静電容量 C [F] は、各静電容量 Ci [F] に電圧 Vi [V] がかかるとすると次のようになる。

V_{i}=Q/C_{i}
V=∑^{n}_{i=1}V=Q∑^{n}_{i=1}(1/C_{i})
C=(Q/V)=(Q/Q∑^{n}_{i=1}(1/C_{i}))=(1/∑^{n}_{i=1}(1/C_{i}))
1/C=∑^{n}_{i=1}(1/C_{i})

合成静電容量は、各静電容量の逆数の総和の逆数に等しい。

また、各静電容量の電圧分担は次のようになる。

V_{i}=Q/C_{i}=(C/C_{i})V

エラスタンス [編集]

静電容量の逆数をエラスタンス（英: elastance）という。単位は毎ファラド (F^{-1})。

SIではないが、ダラフ (daraf) という単位が用いられることもある。これは静電容量の単位であるファラド (farad) を逆につづったもので、電気工学者のアーサー・エドウィン・ケネリーが1936年に命名したものである。 1毎ファラドは1ダラフに等しい。

エラスタンス
Electrical elastance
次元 ML^{2} T^{-4} I^{-2}
種類スカラー
SI単位 F^{-1}
124 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 15:26 ID:i6XSNd7XbcDB: 誘電率 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%AA%98%E9%9B%BB%E7%8E%87

誘電率（ゆうでんりつ、permittivity）は物質内で電荷とそれによって与えられる力との関係を示す係数である。電媒定数ともいう。各物質は固有の誘電率をもち、この値は外部から電場を与えたとき物質中の原子（あるいは分子）がどのように応答するか（誘電分極の仕方）によって定まる。

ところで、真空中での電荷密度 ρ とそれによって与えられる電場 E との関係は次のマクスウェル＝ガウスの式

∇・\mathbf{E}=ρ/ε_{0}

で定義される。ここで係数 ε0 は真空の誘電率とよばれ、値は ε0 = 8.85418782×10−12 F/m である。この単位は N/V2 とも表せ、透磁率の単位 H/m = N/A2 と、電気と磁気について対称となっている（次元も対称である）。
125 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 15:29 ID:i6XSNd7XbcDB: >>124

誤

ここで係数 ε0 は真空の誘電率とよばれ、値は ε0 = 8.85418782×10−12 F/m である。この単位は N/V2 とも表せ、透磁率の単位 H/m = N/A2 と、電気と磁気について対称となっている（次元も対称である）。

正

ここで係数 ε_{0} は真空の誘電率とよばれ、値は ε0 = 8.85418782×10^{-12} F/m である。この単位は N/V2 とも表せ、透磁率の単位 H/m = N/A2 と、電気と磁気について対称となっている（次元も対称である）。
126 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 15:29 ID:i6XSNd7XbcDB: 真空の透磁率を μ0、光速を c とすると次の関係がある。

ε_{0}=1/μ_{0}c^{2}

なお、真空の誘電率 ε0 というと、真空も誘電体であるかのような錯覚をしがちだが、ε0 はMKSA単位系のつじつまを合わせるために必要な人工的な値であって、CGSガウス単位系などでは必要とされないものである。真空は誘電体ではない。

いま、真空に置かれた電荷 Q が作る電場を E0 とする。次に Q の周囲を誘電体（自由電子を持たない物質）で満たすと、誘電体の原子（あるいは分子）のプラス電荷（原子核）とマイナス電荷（電子）は Q の静電力を受け、わずかに移動して偏った状態でバランスする（これを誘電分極とよぶ）。この誘電体のすべての原子核と電子を点電荷と考えて q1, q2, ..., qn と書くと、誘電体が作る電場 E ' は、これらの電荷が真空で作る電場の重ね合わせだから

\mathbf{E}^{'}=∑^{n}_{j=1}(q_{j}\mathbf{\hat{r}}_{j}/4πε_{0}r^{2}_{j})

となる。ここで qj から電場 E ' までのベクトルをとするとき、はその長さ、はその単位ベクトルである。誘電体の中の電場 E は E0 と E ' の重ね合わせになるから

\mathbf{E}=\mathbf{E}_{0}+\mathbf{E}^{'}

と表される。
127 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 15:30 ID:i6XSNd7XbcDB: さて、誘電率 ε を

ε_{0}/ε=\mathbf{E}/\mathbf{E}_{0}

と定義すると、誘電体の中では真空に比べ電場が ε0 /ε 倍となっている。電場があまり大きくない限り、誘電率は等方的な物質では定数（スカラー）であり、異方的な物質ではテンソルになる。電場 E0 と E ' の方向は、等方的な物質では正反対になるが、異方的な物質では必ずしもそうはならない。しかし、どちらにしても E ' は E0 を弱める方向に働くため、誘電体の中の電場は真空に比べると小さくなる。

そこで、真空の誘電率 ε0 の代わりに誘電率 ε を導入し、 D = εE と定義される電束密度 D を使えば、誘電体の中の自由電荷分布 ρ を源泉とするマクスウェル＝ガウスの式は

∇・D=ρ
と表すことができる。ただし、一般に ∇×D = 0 ではないため、この式だけで ρ から D を定めることはできない（定めるためには誘電体の表面での境界条件が必要になる）。これとは対照的に一般的な条件での静電場 E は、定数電場を除いて、ρ から一義的に定めることができる。
128 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 15:30 ID:i6XSNd7XbcDB: 誘電関数 [編集]
電場がある程度以上の速さで変化する場合、誘電率は定数にはならず、電場の振動数 ω の関数である誘電関数 ε(ω) として記述される。誘電関数には電気伝導やバンド間遷移による損失が発生するため、一般に以下のような複素関数となる。

ε(ω)＝ε_{1}(ω)+iε_{2}(ω)

このうち実数部 ε1(ω) は電場の振動との位相差および分極の大きさを与える。なお、ω=0 のときの実数部 ε1 は上述した誘電率 ε にほかならない。また、虚数部 ε2(ω) は電気伝導やバンド間遷移による誘電損失を与えている。

ある物質の誘電関数を調べることで、その物質の電子物性、光物性に関する多くの情報を得ることができる。光吸収スペクトルの測定から、虚数部 ε2 を得ることができる。これにクラマース・クローニッヒの関係式 (Kramers-Kronig relations) を用いることで、実数部 ε1 を得ることができる。また、電子エネルギー損失分光 (EELS) の測定結果は ε2/(ε12 + ε22)（損失関数）を与える。

極板　http://kotobank.jp/word/%E6%A5%B5%E6%9D%BF

きょく‐ばん【極板】

電極に用いる導体板。また、アルカリ電池などの電極板。

比誘電率　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%AF%94%E8%AA%98%E9%9B%BB%E7%8E%87

比誘電率（ひゆうでんりつ、relative permittivity、 dielectric constant）とは媒質の誘電率と真空の誘電率の比 ε / ε0 = εrのことである。比誘電率は無次元量であり、用いる単位系によらず、一定の値をとる。

比誘電率
relative permittivity
量記号 ε_{r}
次元無次元量
種類スカラー
129 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 15:31 ID:i6XSNd7XbcDB: 直列回路と並列回路 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%9B%B4%E5%88%97%E5%9B%9E%E8%B7%AF%E3%81%A8%E4%B8%A6%E5%88%97%E5%9B%9E%E8%B7%AF

直列回路と並列回路（英: Series and parallel circuits）とは、電子回路や電気回路の回路構成である。

電子部品の回路上の接続方法には直列（series）と並列（parallel）がある。2つの端子を持つ部品を数珠繋ぎに接続した回路を直列回路（series circuit）、2つの端子をそれぞれ互いに接続した回路を並列回路（parallel circuit）と呼ぶ。直列回路では、電流の経路が1つであり、同じ電流が各部品を順に流れる。並列回路では、電流の経路が分岐して各部品に同じ電圧がかかる。

例えば、2つの豆電球と電池を使った簡単な回路を考えてみよう。電池から伸びた導線が1つの豆電球に接続され、そこから次の豆電球に接続され、最終的に電池に戻るという回路構成は直列回路である。電池から2本の導線が伸びて、それぞれ別の豆電球に繋がり、そこからまた別々に電池に戻る場合、回路構成は並列回路である。
130 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 15:46 ID:i6XSNd7XbcDB: 直列回路 [編集]
直列回路は、カスケード結合（cascade-coupled）またはデイジーチェイン結合（daisychain-coupled）とも呼ばれる。直列回路に入った電流は回路内の全部品を流れることになる。つまり、直列回路上の各部品を流れる電流は同じである。

抵抗 [編集]
直列回路上の全部品の電気抵抗の合計は、個々の部品の電気抵抗値を加算したものとなる。

R_{total}=R_{1}+...+R_{n}

ここで、R1、R2 などは直列接続された抵抗器である。オームの法則によれば、電流 I は以下のようになる。

I=V/R_{total}

個々の抵抗器 Ri にかかる電圧は、再度オームの法則を使って次のようになる。

V_{i}=IR_{i}

ここで I は上で求められた電流である。各抵抗器には抵抗値に比例した電圧がかかる。従って抵抗器が2つの場合、次のような関係が成り立つ。

V_{1}/V_{2}=R_{1}/R_{2}

コイル [編集]
コイルも同様の法則に従い、コイルの直列回路でのインダクタンスの合計は個々のコイルのインダクタンスを全て加算した値となる。

L_{total}=L_{1}+...+L_{n}

しかし、部品配置によっては隣接するコイルの磁場が互いに影響しあうことを防げない場合もある。この相互作用を相互インダクタンス M で表す。例えば、2つのコイルを直列接続した場合、全体のインダクタンスは以下のいずれかとなる。

L_{total}=(L_{1}+M)+(L_{2}+M)

または

L_{total}=(L_{1}-M)+(L_{2}-M)

どちらになるかは互いの磁場がどう影響しあうかによる。

コイルが2つより多くなると、それぞれのコイル間の相互インダクタンスによって計算が複雑化する。コイルが3つの場合、相互インダクタンスは M_{12}、 M_{13} 、M_{23} の3つになり、全体のインダクタンスを表す式は8種類になる。

コンデンサ [編集]
コンデンサは異なる法則に従う。コンデンサの直列回路の静電容量は、個々のコンデンサの静電容量の逆数の総和の逆数となる。

1/C_{total}=(1/C_{1})+...+(1/C_{n})
131 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 15:47 ID:i6XSNd7XbcDB: 並列回路 [編集]
並列回路では、各部品にかかる電圧は同じ大きさで同じ方向になる。従って、全部品に同じ電圧変数を使う。全体を流れる電流は個々のループを流れる電流の総和であり、オームの法則から求められる。電圧を括りだすと次のような式になる。

I_{total}=V((1/R_{1})+...+(1/R_{n}))

記法 [編集]
式を簡略化するため、並列性を表現するのに垂直な2本の平行線を使う。例えば、2つの抵抗器なら次のようになる。

R_{total}=R_{1}||R_{2}=(R_{1}R_{2}/R_{1}+R_{2})

電子回路の参考書によっては、斜め線を2本用いた「//」を並列回路の記号として用いることがある。

抵抗 [編集]

全部品の電気抵抗の総和は、個々の抵抗器の抵抗値 Ri の逆数の総和の逆数である。

1/R_{total}=(1/R_{1})+...+(1/R_{n})

ある抵抗 R_{i} に流れる電流は、オームの法則により次のようになる。

I_{i}=V/R_{i}

各抵抗器には抵抗値の逆数に比例した電流が流れるので、2つの抵抗器がある場合、次のような関係が成り立つ。

I_{1}/I_{2}=R_{2}/R_{1}
132 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 15:48 ID:i6XSNd7XbcDB: コイル [編集]
コイルも同様で、全体のインダクタンスは個々のコイルのインダクタンスの逆数の総和の逆数である。

1/L_{total}=(1/L_{1})+...+(1/L_{n})

コイル同士の磁場の相互作用がある場合、相互インダクタンスがあるため、この式には従わない。2つのコイルの相互インダクタンスを M としたとき、全体のインダクタンスは次のようになる。

1/L_{total}=(L_{1}+L_{2}-2M/L_{1}L_{2}-M^{2})

L1 = L2 の場合、次のようになる。

L_{total} = (L+M/2)

M の符号は互いの磁場の向きに依存する。2つの同じコイルを密結合した場合、全体のインダクタンスは1つのコイルのインダクタンスと等しくなる（M が L にほぼ等しくなる）。また、磁場の向きが互いを打ち消すようになっている場合、全体のインダクタンスはゼロになる。

2つより多くのコイルでは、それぞれのコイル間の相互インダクタンスが発生するため、全体のインダクタンスの計算は複雑になる。3つのコイルの場合、M_{12} 、M_{13} 、M_{23} という相互インダクタンスが発生する。これは L 行列の逆行列の項の総和で計算される（この場合は 3 × 3 の行列）。

コンデンサ [編集]
コンデンサは異なる法則に従う。並列回路での全体の静電容量は個々のコンデンサの静電容量の単純な総和である。

C_{total}＝C_{1}+...+C_{n}

並列回路での定格電圧は、個々のコンデンサのうち定格電圧が最も小さいものによって制限される。
133 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 15:48 ID:i6XSNd7XbcDB: >>92

http://www.ichigobbs.org/cgi/15bbs/economy/1592/228

高校化学の電池の復習 >>34-92
高校物理の静電気の復習 >>94-132
134 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 23:33 ID:p8oZw1njC1WI: 電圧 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E5%9C%A7

電圧は、電圧（電位）が高い方に電子などの負の電荷を持つ物体が引きつけられ、
電圧の低い方に正の電荷を持つ物体が引き付けられるという形で高低が定義されている。
従って導線や抵抗器を流れる電流は、電圧の高い方から低い方に流れると定義される。
電流は、逆向きの電場を生じさせるエネルギーが付与される場合のみ、低電圧の地点から高電圧の地点に流れる。

＞例えば、電池の中では化学反応でエネルギーが付与され、負の端子から正の端子に向かって電流が流れている。

>>35や上記の定義に依れば，上記の一文は，以下のような文章になるかもしれません．

＞例えば、電池の中では化学反応でエネルギーが付与され、正の端子から負の端子に向かって電流が流れている。
135 ：名無しさんの冒険：2011/10/08(Sat) 23:34 ID:p8oZw1njC1WI: >>92

http://www.ichigobbs.org/cgi/15bbs/economy/1592/228-229

高校化学の電池の復習 >>34-92
高校物理の静電気の復習 >>94-132, >>134
136 ：名無しさんの冒険：2011/10/09(Sun) 00:25 ID:p8oZw1njC1WI: >>92

http://www.ichigobbs.org/cgi/15bbs/economy/1592/228-230

高校化学の電池の復習 >>34-92
高校物理の静電気の復習 >>94-132, >>134
139 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:18 ID:T8PEob4Qvtxz: オームの法則 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%AA%E3%83%BC%E3%83%A0%E3%81%AE%E6%B3%95%E5%89%87

オームの法則（オームのほうそく、Ohm's law）とは、導電現象で抵抗に流れる電流とそれによって発生する電位差に関する法則である。クーロンの法則とともに電気工学で最も重要な関係式の一つである。

歴史 [編集]1781年にヘンリー・キャヴェンディッシュが発見したが、その業績は1879年にマクスウェルが『ヘンリー・キャヴェンディシュ電気学論文集』として出版するまで未公表であった。ヘンリーの最初の発見後、1826年にドイツの物理学者であるゲオルク・オームによって再発見・公表されたため、その名を冠してオームの法則と呼ばれる。

オームの法則 [編集]
積分型表現 [編集]

オームの法則とは、

「電流 I が流れている導体中の2点 P_{1}, P_{2} 間の電位差 E = E_{1} ? E_{2} は Iに比例する。」

すなわち、電流が I (アンペア: A)、電位差が E (ボルト: V) であるとき，

E 比例 I

であることを主張する法則である。ここで比例定数を R とすると E は I の関数、

E=RI

である。R は導体の形状、材質、温度、幾何学的寸法などによって定まる正の比例定数であり、電気抵抗 (electric resistance) あるいは単に抵抗 (resistance) という。抵抗の単位はオーム(Ω) である。

一方、上式の逆関数を考えると、電位差が E である二点間に流れる電流 I は E に比例する、とも表現できる。

I 比例 E

ここで比例定数を G = 1 / R とすると、

I = GE

である。この G を電気伝導度 (コンダクタンス、conductance) といい、単位はジーメンス (S) である。
140 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:19 ID:T8PEob4Qvtxz: ボルト (単位) http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%9C%E3%83%AB%E3%83%88_(%E5%8D%98%E4%BD%8D)

ボルト（volt、記号:V）は、電圧・電位差・起電力の単位である。名称は、ボルタ電池を発明した物理学者アレッサンドロ・ボルタに由来する。

1ボルトは、以下のように定義することができる。表現の仕方が違うだけで、いずれも値は同じである。

1アンペアの電流が流れる導体の2点間において消費される電力が1ワットであるときの、その2点間の電圧 (V=W/A)（日本の計量単位令ではこの定義を採用している）
導体の二点間を1クーロンの電荷を運ぶのに1ジュールの仕事が必要となるときの、その2点間の電圧 (V=J/C)
1オームの電気抵抗のある導体の2点間に1アンペアの電流が流れているときの、その2点間の電圧 (V=AΩ)
国際単位系 (SI) では組立単位となっており、SI基本単位で表すと V = m^{2}・kg・s^{-3}・A^{-1} となる。
141 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:19 ID:T8PEob4Qvtxz: 歴史 [編集]
1800年、アレッサンドロ・ボルタはボルタ電池を発明した。

1874年、英国科学振興協会 (BAAS) は、ボルタにちなんだ起電力の単位ボルトを、電気抵抗の単位オームと共に定めた。1881年には国際電気会議（現在の国際電気標準会議(IEC)）により承認された。

このボルトの大きさは現在と同じだが、定義は異なる。当時の単位系の標準はcgs-emu単位系で、cgs-emuの電圧の単位（cgs-emuは3元系なので本来は単位名称を使わないが、便宜上アブボルト (abvolt) と呼ばれる）は10^{?8}ボルトに等しい。ボルトは「cgs-emu単位の10^{8}倍」言い換えれば「10^{8}アブボルト」として定義された。この係数10^{8}は、ダニエル電池の起電力（ボルタ電池の起電力に等しい）がおよそ1（正確には1.1）となるように選ばれた。つまり当時のボルトは、現在のボルトのように基本単位から組み立てられた単位ではなく、実験室で再現可能な量を接頭辞なしで表すための、倍量単位の便利な別名だった。この種の単位は実用単位 (practical unit) と呼ばれた。にもかかわらず現在、ボルトが基本単位アンペアから導出できるのは、アンペアもかつては実用単位で、恣意的に選ばれた係数を含むからである。

ボルトの現示法については、1893年、国際ボルトが「クラーク電池の起電力の1.434分の1」と定義された。この定義は1908年に破棄された。

現在のボルトの現示法はジョセフソン効果を利用したもので、1990年に採用された。ジョセフソン接合に外部から周波数 f の電波を照射しながら直流的な電流電圧特性を測定すると V = nfΦ_{0} の定電圧ステップが観測される。ここで、整数 n はステップの次数、 Φ_{0} は磁束量子である。 f は原子時計から極めて精度よく校正され、 Φ_{0} は物理定数であるため、電流電圧特性に現れるステップは高精度の電圧目盛りと見なすことができる。ボルトの決定では、 n = 18 における値が用いられている。
142 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:19 ID:T8PEob4Qvtxz: 組立単位 [編集]

ボルト毎メートル [編集]
ボルト毎メートル（記号: V/m）は、電界の強さ（電界強度・電場強度または単に電界・電場ともいう）の単位である。
電界とは、空間中に電荷が存在することによって引き起こされる電位の勾配のことであり、電界の強さは単位長さ当たりの電位によって示される。ボルト毎メートルは、電位の単位ボルト(V)を長さの単位メートル(m)で除したものである。

日本の計量単位令では、上記のような定義ではなく、「毎メートル真空中において1クーロン(C)の電気量を有する無限に小さい静止している帯電体に働く力が1ニュートン(N)である電界の強さ」(N/C)と定義されている。J=N・mよりN=J/m、V=J/CよりC=J/Vであるので、N/C=V/mとなる。

ボルト毎メートル

記号 V/m
系　国債単位(SI)
種類　組立単位
量　電界の強さ
定義　1mあたり1Vの電界の強さ
143 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:19 ID:T8PEob4Qvtxz: 関連項目 [編集]

オームの法則
電子ボルト
アンペア
電圧の比較

SIの電磁気の単位
名称記号次元物理量
アンペア（SI基本単位） A A 電流
クーロン C A・s 電荷・電気量
ボルト V J/C = kg・m^{2}・s^{-3}・A^{-1} 電圧・電位
オーム Ω V/A = kg・m^{2}・s^{-3}・A^{-2} 電気抵抗・インピーダンス・リアクタンス
オーム・メートル Ω・m kg・m^{3}・s^{-3}・A^{-2} 電気抵抗率
ワット W V・A = kg・m^{2}・s^{-3} 電力・放射束
ファラド F C/V = kg^{-1}・m^{-2}・A^{2}・s^{4} 静電容量
ファラド毎メートル F/m kg^{-1}・m^{-3}・A^{2}・s^{4} 誘電率
逆ファラド（ダラフ） F^{-}1 kg^{1}・m^{2}・A^{-2}・s^{-4} エラスタンス
ボルト毎メートル V/m kg・m・s^{-3}・A^{-1} 電場（電界）の強さ
クーロン毎平方メートル C/m^{2} C/m^{2}= m^{-2}・A・s 電束密度
ジーメンス S Ω^{-1} = kg^{-1}・m^{-2}・s^{3}・A^{2} コンダクタンス・アドミタンス・サセプタンス
ジーメンス毎メートル S/m kg^{-1}・m^{-3}・s^{3}・A^{2} 電気伝導率（電気伝導度･導電率）
ウェーバ Wb V・s = kg・m^{2}・s^{-2}・A^{-1} 磁束
テスラ T Wb/m^{2} = kg・s^{-2}・A^{-1} 磁束密度
アンペア（アンペア回数） A A 起磁力
アンペア毎メートル A/m m^{-1}・A 磁場（磁界）の強さ
アンペア毎ウェーバ A/Wb kg^{-1}・m^{-2}・s^{2}・A^{2} 磁気抵抗（リラクタンス）
ヘンリー H Wb/A = V・s/A = kg・m^{2}・s^{-2}・A^{-2} インダクタンス・パーミアンス
ヘンリー毎メートル H/m kg・m・s^{-2}・A^{-2} 透磁率
（無次元数） χ - 磁気感受率
144 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:20 ID:T8PEob4Qvtxz: >>143の訂正

関連項目 [編集]

オームの法則
電子ボルト
アンペア
電圧の比較

SIの電磁気の単位
名称　　記号　　次元　　物理量
アンペア（SI基本単位）　　A　　A　　電流
クーロン　　C　　A・s　　電荷・電気量
ボルト　　V　　J/C = kg・m^{2}・s^{-3}・A^{-1}　　電圧・電位
オーム　　Ω　　V/A = kg・m^{2}・s^{-3}・A^{-2}　　電気抵抗・インピーダンス・リアクタンス
オーム・メートル　　Ω・m　　kg・m^{3}・s^{-3}・A^{-2}　　電気抵抗率
ワット　　W　　V・A = kg・m^{2}・s^{-3}　　電力・放射束
ファラド　　F　　C/V = kg^{-1}・m^{-2}・A^{2}・s^{4}　　静電容量
ファラド毎メートル　　F/m　　kg^{-1}・m^{-3}・A^{2}・s^{4}　　誘電率
逆ファラド（ダラフ）　　F^{-}1　　kg^{1}・m^{2}・A^{-2}・s^{-4}　　エラスタンス
ボルト毎メートル　　V/m　　kg・m・s^{-3}・A^{-1}　　電場（電界）の強さ
クーロン毎平方メートル　　C/m^{2}　　C/m^{2}= m^{-2}・A・s　　電束密度
ジーメンス　　S　　Ω^{-1} = kg^{-1}・m^{-2}・s^{3}・A^{2}　　コンダクタンス・アドミタンス・サセプタンス
ジーメンス毎メートル　　S/m　　kg^{-1}・m^{-3}・s^{3}・A^{2}　　電気伝導率（電気伝導度･導電率）
ウェーバ　　Wb　　V・s = kg・m^{2}・s^{-2}・A^{-1}　　磁束
テスラ　　T　　Wb/m^{2} = kg・s^{-2}・A^{-1}　　磁束密度
アンペア（アンペア回数）　　A　　A　　起磁力
アンペア毎メートル　　A/m　　m^{-1}・A　　磁場（磁界）の強さ
アンペア毎ウェーバ　　A/Wb　　kg^{-1}・m^{-2}・s^{2}・A^{2}　　磁気抵抗（リラクタンス）
ヘンリー　　H　　Wb/A = V・s/A = kg・m^{2}・s^{-2}・A^{-2}　　インダクタンス・パーミアンス
ヘンリー毎メートル　　H/m　　kg・m・s^{-2}・A^{-2}　　透磁率
（無次元数）　　χ　　-　　磁気感受率
145 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:21 ID:T8PEob4Qvtxz: 電子ボルト http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E5%AD%90%E3%83%9C%E3%83%AB%E3%83%88

(2010CODATA)|

電子ボルト（でんしボルト、エレクトロンボルト、electron volt、記号 eV）は、エネルギーの単位である。エレクトロンボルトともいう。素粒子の質量の単位としても使われる。[1]

1 V の電位差がある自由空間内で電子 1 つが得るエネルギーを 1 eV とする。非常に小さな単位である。1 eV の2010年CODATA推奨値は 1.602 176 565(35)×10^{-19} J（括弧内は拡張不確かさ）である[1]。質量に換算する[2]と 1.782 661 845(39)×10^{-36} kgとなる。1 eVの平均運動エネルギーをもつ気体の温度は11 604 Kとなる。

物性物理学から素粒子物理学、あるいは化学、半導体工学などの幅広い分野で使用されるエネルギーの単位である(*)。分野によって使用される桁数が大きく異なる。物性分野では数 meV - 数 eV（もっと大きい場合もある）のオーダー（1 meVが約10 Kに相当）である。素粒子分野では数 MeV - 数 GeV（あるいはそれ以上）のオーダーでの議論がなされる。電子質量は約0.5MeV、陽子質量は約1GeVに相当する。

日本語では活字での正式な表記の際には「電子ボルト」を用いることが多いが、発表・会話などではほとんどの場合「エレクトロンボルト」と読む。単に「イーヴィー」と読まれることもある。日本の高エネルギー（素粒子）分野では、MeV、GeV、TeVなどをそれぞれ、“メブ”、“ジェブ”、“テブ”などと発声する場合がある。
146 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:21 ID:T8PEob4Qvtxz: 主な利用場面 [編集]

電子ボルトは日常生活ではあまり用いられない単位と言えるが、巨視的な物質や現象を素粒子1個単位から記述するのに便利である。このため学問や産業の現場において、光子や電子、原子などの持つエネルギーを表す際に広く利用される。以下、代表的な例を幾つか挙げる。

物質中の電子の持つエネルギーを表現する際に用いられる。例えば外部から与えた電界によって全体の電位が1V変化すると、中の電子のポテンシャルエネルギーが1eV変化することになるため、計算上都合が良い。
物質全般の価電子、自由電子などのエネルギーの表現に用いられる。
半導体素子内部のバンド構造の表現に用いられる。
プラズマ中の電子（や原子）のエネルギーの記述に用いられる。
可視光域での光子1個のエネルギーは数eV単位となり、物質との相互作用の取り扱いに便利である。
147 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:22 ID:T8PEob4Qvtxz: 関連項目 [編集]

物理単位一覧
エネルギーの比較

エネルギーの単位
　　ジュール　　キロワット時　　電子ボルト　　重量キログラムメートル　　カロリー
1 J　　= 1 kg・m^{2}/s^{2}　　~=0.278×10^{-6}　　~=6.241×10^{18}　　~=0.102　　~=0.239
1 kWh　　= 3.6×10^{6}　　1　　~=22.5×10^{24}　　~=0.367×10^{6}　　~=0.860×10^{6}
1 eV　　~=0.1602×10^{-18}　　~=44.5×10^{-27}　　1　　~=16.3×10^{-21}　　~=38.3×10^{-21}
1 kgf・m　　9.80665　　~=2.72×10^{-6}　　~=0.613×10^{18}　　1　　~=2.34
1 calIT　　4.1868　　~=1.163×10^{-6}　　~=0.261×10^{20}　　~=0.427　　1
148 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:22 ID:T8PEob4Qvtxz: アンペア http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A2%E3%83%B3%E3%83%9A%E3%82%A2

アンペア (ampere, 記号:A) は電流（量記号: I （直流）, i （交流））の単位で、SI基本単位の一つである。また、起磁力（量記号: F , F_{m} ）や磁位差（量記号: U_{m} ）の単位も同じ「アンペア」という名称であるが、これは電流の単位アンペアから組み立てられた組立単位であり、定義が異なる（アンペア回数を参照）。

電流と磁界との関係を示した「アンペールの法則」に名を残すA.M.アンペールに因んで命名された。

定義 [編集]
現在のアンペアの定義は、「真空中に1メートルの間隔で平行に置かれた無限に小さい円形の断面を有する無限に長い2本の直線状導体のそれぞれを流れ、これらの導体の1メートルにつき千万分の2ニュートン（2×10^{-7} N）の力を及ぼし合う直流の電流」（計量単位令（平成4年政令第357号）による。ただし括弧内は編者注）である。この定義は、1948年の第9回国際度量衡総会(CGPM)で決定されたものである。この定義により、結果的に真空の透磁率μ_{0}の値が正確に 4π×10^{-7} H/m に固定されることになる。1948年以前は、銀の電解析出率に基づく国際アンペア(international ampere)と呼ばれる定義が用いられていた。国際アンペアは1908年の万国電気単位会議によって決議された国際電気単位の一つで、現在の定義によるアンペアでは0.99985アンペアとなる。
149 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:22 ID:T8PEob4Qvtxz: なお、上記の定義では直流電流のみについて言及しているが、計量単位令では、「又はこれで定義したアンペアで表した瞬時値の2乗の一周期平均の平方根が1である交流の電流」と、交流電流についても定義している。

アンペアの値は電流天秤によって最も正確に知ることができるが、実際には電圧と電気抵抗の単位、すなわちボルトとオームからオームの法則によって測られる。

電荷の単位クーロン(C)はアンペアに基づいて定義されている。すなわち、1クーロンは1秒間に1アンペアの電流により流れる電荷である。電流は電荷が流れる率のことであるので、1アンペアは導体の断面を1秒間に1クーロンの電荷が流れる場合の電流(A=C/s)と定義することができる。

1クーロンは約6.24×10^{18}個の荷電粒子と等しいので、1アンペアは1秒間に約6.24×10^{18}個の荷電粒子が導体中を流れる状態と定義することもできる。
150 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:23 ID:T8PEob4Qvtxz: アブアンペア http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A2%E3%83%96%E3%82%A2%E3%83%B3%E3%83%9A%E3%82%A2

アブアンペア（abampere, 記号: abA）は、電流の単位。CGS電磁単位系(CGS-emu)における基本単位の一つであるが、当初は固有の名称が与えられておらず、他の多くの物理量と同様に[emu]を付して表されていた。

1[emu]の電流とは、「真空中に1センチメートルの間隔で同じ大きさの電流が流れているとき、両者の間に働く力が1センチメートルにつき2ダインであるときの電流」と定義される。

このように定められた「絶対単位」に対し、「実用単位」として、絶対単位の 1/10 の大きさが1アンペアと定義された。「アブアンペア」という名称は、アンペアに対応する絶対単位(absolute unit)という意味で、後になって与えられたものである。さらにCGS電磁単位系を4元化した一般化CGS電磁単位系では、ジャン＝バティスト・ビオにちなんだビオ（biot, 記号: Bi）という固有の名称が与えられている。

国際単位系(SI)では、このとき定められた実用単位アンペアの大きさが変わらないように定義し直されているため、「2×10-7N」といった、一見不自然な値が用いられることになる。

アブアンペアとCGS単位系の基本単位・組立単位から、以下の単位を組み立てることができる。
151 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:24 ID:T8PEob4Qvtxz: アブアンペア(abampere)
電磁単位
ビオ(biot)

記号 abA, aA, emu, Bi
系 CGS電磁単位系
量電流
SI 10 A
定義 1 cmの間隔で同じ大きさの電流が流れているとき、両者の間に働く力が2 dyn/cmであるときの電流

名称　　量　　定義　　SI
アブクーロン(abC)　　電荷　　1アブアンペアの電流が1秒(s)の間に運ぶ電荷 (abA・s)　　10 C
アブボルト(abV)　　電圧・電位差　　1アブクーロンの電荷を運ぶのに1エルグ(erg)の仕事を必要とする電位差 (erg/abC)　　10-8 V
アブオーム(abΩ)　　電気抵抗　　1アブボルトの電圧をかけたときに1アブアンペアの電流が流れる電気抵抗 (abV/abA)　　10-9 Ω
アブワット(abW)　　電力　　1アブボルトの電圧をかけたときに1アブアンペアの電流が流れる回路が消費する電力 (abV・abA)　　10-7 W
アブファラド(abF)　　静電容量　　1アブクーロンの電気量を充電したときに1アブボルトの電圧を生ずる二導体間の静電容量 (abC/abV)　　109 F
アブヘンリー(abH)　　インダクタンス　　1秒間に1アブアンペアの割合で変化する直流の電流が流れるときに1アブボルトの起電力を生ずる閉回路のインダクタンス (abV・s/abA)　　10-9 H
アブウェーバ(abWb)　　磁束　　1アブボルトの誘導起電力を生じるのに必要な1秒あたりの磁束の変化量 (abV・s)　　10-8 Wb
（マクスウェル(Mx)）
アブテスラ(abT)　　磁束密度　　1平方センチメートルにつき1アブウェーバの磁束密度 (abWb/cm2)　　10-4 T
（ガウス(G)）
152 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:24 ID:T8PEob4Qvtxz: ワット http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%AF%E3%83%83%E3%83%88

ワット（watt,記号:W）とは仕事率や電力をあらわすSIの単位（SI組立単位）である。

ワット
watt
記号 W
系国際単位系 (SI)
種類組立単位
量仕事率・工率・電力
組立 J/s
定義 1秒間に1ジュールの仕事率
語源ジェームズ・ワット

概要 [編集]ワットという名称は、蒸気機関の発展に大いに貢献したジェームズ・ワットにちなんで名づけられた。1889年の英国学術協会第2回総会で採用された。

ワットはジュール毎秒(J/s)に等しい。すなわち、1秒あたりに変換・使用・消費されているジュールで表したエネルギーの率を表す。ジュールがm2・kg・s-2の次元なので、ワットはm2・kg・s-3の次元を有することになる。

他の仕事率の単位との換算は、以下のようになる。

1 W ≒ 0.00136 馬力（仏馬力）、1馬力 ≒ 735.5 W
1 W ≒ 0.101972 m・kgf/s、1m・kgf/s ≒ 9.80665 W
仕事率や電力の単位に時間の単位をかけたものは、エネルギーを表す単位としてよく用いられる。例えば1キロワット(kW)の装置が1時間に消費するエネルギーは1キロワット時(kWh)となり、それは3.6メガジュール(MJ)に等しい。1メガワット日(MWd)は86.4ギガジュール(GJ)となる。これらの単位は電力関係で電力消費量の単位としてよく用いられる。また、1 W = 1,000 mWである。

SI単位系における表記規則に従い、記号の表記としては、大文字の「W」を用いることになっている。小文字の「w」を用いるのは誤りである。

仕事率の単位
　　W　　kgf・m/s　　PS　　kcal/h
1 ワット(W)　　1　　0.102　　0.00136　　~= 0.860
1 重量キログラムメートル毎秒(kgf・m/s)　　9.80665　　1　　~= 0.01333　　~= 8.4322
1 仏馬力(PS)　　735.49875　　75　　1　　~= 632.415
1 キロカロリー毎時(kcal/h)　　1.163　　~= 0.1186　　~= 0.00158　　1
153 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:25 ID:T8PEob4Qvtxz: 電力としてのワット [編集]

電気工学の分野では、

電力=電圧×電流

という式が知られている。電圧の単位はV（ボルト）、電流の単位はA（アンペア）で表される。たとえば、1Vの電圧がかかり、1Aの電流が流れている回路は、1Wの電力を消費する。式に表すと以下のようになる。

1 W = 1 V × 1 A

しかし、単位の観点から見ると、この式は話が逆である。まず最初に仕事率の単位ワットが存在している。その次に、電気単位の基準としてアンペアが定められている。ボルトの単位はワットとアンペアから、計測によって定められる。

もっとも、実用的には、電力よりも電圧・電流の方が計りやすいので、電力は公式を使って計算することになる。

また、ワットをジュールへ変換すると以下のような式となる。

1 J = 1 W × 1 s

電気器具のワット [編集]
日本の多くの家庭で使われているのは100Vの交流電源である。そして多くの電気器具は消費電力をワットの単位で表示している。これらから電流を出すためには、オームの法則から得られる

電流 = 電力 / 電圧

の式を使えばよい。たとえば、200W（ワット）を消費するテレビに流れる電流は、それを100V（ボルト）で割ることで、2A（アンペア）の電流が流れるとわかる。ただし、上記は力率=100%と仮定した場合であり、力率を考慮すると以下の式になる。しかし、電気器具には力率や電流の表示がないものがほとんどである。

電流 = 電力 / (電圧 × 力率)

電気器具の中ではkW（キロワット）の単位で表示されているものがある。1kW = 1,000Wなので、換算して出せばよい。たとえば1.5kWのホットプレートに流れる電流は15Aである。台所で、ホットプレートと炊飯器と電子レンジを同時に使うとアンペアブレーカーが落ちることがあるが、これはブレーカーに定められた電流量を超えたためである。

コンセントやテーブルタップなどは、安全の観点から使用できる電流量が定められている。たとえば15Aまでと決まっている製品には、15A以上の電流を流してはならない。そのため、接続の前に各機器のワット数を調べ、それらが使う電流を合計して容量以下であることを確かめなければならない。
154 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:25 ID:T8PEob4Qvtxz: 電気抵抗率 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E6%B0%97%E6%8A%B5%E6%8A%97%E7%8E%87

電気抵抗率（でんきていこうりつ、electrical resistivity）は、どんな材料が電気を通しにくいかを比較するために、用いられる物性値である。単に、抵抗率（resistivity）、比抵抗（specific electrical resistance）とも呼ばれる。単位は、オームメートル（Ω･m）である。慣例的に Ω･cm もよく使われる。

単にある導体の電気抵抗というと、抵抗の大きさは断面積に反比例し、長さに比例するので、寸法によらない指数として電気抵抗率という値を用いる。樹脂などの分野では体積抵抗率 (volume resistivity)・体積固有抵抗ともいう。これは絶縁性能を議論する時、材料の内部の導通する電流に加えて表面を導通する電流の寄与が大きくなるので、表面抵抗率（シート抵抗）と区分するために体積抵抗率という用語が用いられるのだと思われる。

電気抵抗 R [Ω]の値は、電気抵抗率を ρ(ロー)、導体の長さを L [m]、導体の断面積を A [m^{2}] とすると次の式で示される。

R = ρ(L/A)[Ω]

すなわち、電気抵抗率 ρ の値は、次の式で表される。

ρ=(RA/L)[Ω・m]

電気抵抗率 ρ の逆数 (1/ρ) を電気伝導率（導電率）と呼ぶ。これらが材料によって決まる物性値である。

電気抵抗率は、温度で変わる他、材料の不純物の量、塑性ひずみの有無によっても変わる。工業的には、導体の電気抵抗率は IACS: International Annealed Copper Standard （国際焼きなまし銅線標準）という名の "標準焼きなまし銅線" を 100% とした場合の導線が何%の導電性をもつかという比較値で表されることもある。
155 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:25 ID:T8PEob4Qvtxz: 電気抵抗率の比較 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E6%B0%97%E6%8A%B5%E6%8A%97%E7%8E%87%E3%81%AE%E6%AF%94%E8%BC%83

電気抵抗率の比較（でんきていこうりつのひかく）では、電気抵抗率を比較できるよう、昇順に表にする。

長さL[m]、断面積A[m^{2}]の物体の電気抵抗R[Ω]は、次式で求めることができる。

R=ρ(L/A)

このρが電気抵抗率であり、単位はΩmである。

電気抵抗率は、温度や不純物の量など様々な条件により変化する。特記のない場合は室温（20℃、293.15ケルビン）での値を示す。また、*で示したもの（主として半導体）の電気抵抗率は不純物に強く依存する。

以下に示す値は概算である。累乗の値はほぼ正確であるが、（桁数が多く書かれているものも含めて）係数はあまり正確ではない。単体については、それぞれの元素の項目に記載されている導電率の逆数を計算し、4桁目で四捨五入している。
156 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:26 ID:T8PEob4Qvtxz: 表 [編集]

因数　　単位　　値 (Ωm)　　物質　　温度特性 (毎ケルビン)
10-∞　　　　0　　超伝導
...
10^{-8}　　10 nΩm　　1.59 × 10^{-8}　　銀　　0.0061
　　　　1.68 × 10^{-8}　　銅　　0.0068
　　　　2.21 × 10^{-8}　　金
　　　　2.65 × 10^{-8}　　アルミニウム　　0.00429
　　　　4.42 × 10^{-8}　　マグネシウム
　　　　5.29 × 10^{-8}　　タングステン　　0.0045
　　　　5.81 × 10^{-8}　　コバルト
　　　　6.02 × 10^{-8}　　亜鉛
　　　　6.99 × 10^{-8}　　ニッケル
　　　　5～7 × 10^{-8}　　黄銅　　0.002
　　　　7.19 × 10^{-8}　　カリウム
　　　　9.26 × 10^{-8}　　リチウム
10^{-7}　　100 nΩm　　1.00 × 10^{-7}　　鉄　　0.00651
　　　　1.04 × 10^{-7}　　白金　　0.003927
　　　　1.09 × 10^{-7}　　スズ　　0.0042
　　　　1.29 × 10^{-7}　　クロム　　0.0000059
　　　　2.08 × 10^{-7}　　鉛
　　　　4.27 × 10^{-7}　　チタン
　　　　4.82 × 10^{-7}　　マンガニン　　0.000002
　　　　7.2 × 10^{-7}　　ステンレス
　　　　9.62 × 10^{-7}　　水銀　　0.0009
10^{-6}　　1 μΩm　　1.50 × 10^{-6}　　ニクロム（Ni,Fe,Crの合金）　　0.0004
10^{-5}　　10 μΩm　　1.64 × 10^{-5}　　炭素*　　-0.0005
　　　　3.3 × 10^{-5}　　洋白　　0.0004
　　　　4.9 × 10^{-5}　　コンスタンタン（Cu,Niの合金）　　0.000002
10^{-4}　　100 μΩm
10^{-3}　　1 mΩm
10^{-2}　　10 mΩm
10^{-1}　　100 mΩm　　2.0 × 10^{-1}　　海水 [1]
　　　　6.90 × 10^{-1}　　ゲルマニウム*　　-0.05
10^{0}　　1 Ωm
10^{1}　　10 Ωm
10^{2}　　100 Ωm
10^{3}　　1 kΩm　　3.97 × 10^{3}　　ケイ素*　　-0.07
10^{4}　　10 kΩm　　10^{4} ～ 10^{10}　　紙
10^{5}　　100 kΩm　　2.5 × 10^{5}　　純水
　　　　約 5.0 × 10^{5}　　人の皮膚
10^{6}　　1 MΩm　　109　　リン
以上　　　　10^{10} ～ 10^{13}　　乾燥木材
　　　　10^{10} ～ 10^{14}　　ガラス
　　　　10^{12} ～ 10^{14}　　ポリエステル
　　　　約 10^{13}　　硬質ゴム
　　　　10^{13} ～ 10^{16}　　雲母
　　　　3 × 10^{14}　　磁器
　　　　2.00 × 10^{15}　　硫黄
　　　　3～10 × 10^{15}　　漆
　　　　10^{16} ～　　ポリエチレン
　　　　7.5 × 10^{17}　　水晶（融解）
157 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:26 ID:T8PEob4Qvtxz: 低効率の温度係数

α[1/K]は低効率の温度係数とよばれ，温度が1[K]だけ変化したときの抵抗率の変化を表す量である．

　　物質　　低効率[Ω・m]　　α[K^{-1}]
金属　　銀　　1.62×10^{-8^}　　+0.0041
　　銅　　1.72×10^{-8}　　+0.0043
　　アルミニウム　　2.75×10^{-8}　　+0.0042
　　タングステン　　5.5×10^{-8}　　+0.0053
　　ニクロム　　1.1×10^{-6}　　+0.0001
　　マンガニン　　(4.2~4.8)×10^{-7}　　(-3~+2)×10^{-5}
半導体　　ゲルマニウム（純）　　0.5　　-0.06
　　ゲルマニウム（不純）　　10^{-1}~10^{-5}　　+0.001
　　ケイ素　　2.3×10^{3}　　-0.09
不導体　　ガラス　　10^{13}~10^{15}　　---
　　ポリスチレン　　10^{15}　　---
158 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:26 ID:T8PEob4Qvtxz: 電気伝導率 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E6%B0%97%E4%BC%9D%E5%B0%8E%E7%8E%87

電気伝導率（でんきでんどうりつ、electrical conductivity）は、導電率（どうでんりつ）ともいい、物質の電気伝導のしやすさを表す物性値。理学系では「電気伝導率」、工学系では「導電率」と呼ばれる傾向があるが、『学術用語集』では「電気伝導率」が多く、次いで「電気伝導度」（でんきでんどうど）ともいう。また、農学分野においては、目安としての肥料濃度を表すが、この場合は英語の頭文字をとり、「EC濃度」もしくは単に「EC」ということが多い。

単位は、ジーメンス毎メートル [S/m] または毎オーム毎メートル [Ω^{-1}・m^{-1}] である。SIではA・V^{-1}・m^{-1}となる。ただし、肥料濃度を表す場合は単位が大きすぎるので、ミリジーメンス毎センチメートル [mS/cm] を用いる。

電気伝導率
electrical conductivity
量記号 σ
次元 M^{-1} L^{-3} T^{3} I^{2}
種類スカラ
SI単位 S/m

定義 [編集]
電気伝導率（\mathbf{σ}）は次の式で定義される。

\mathbf{j}=ρ\mathbf{E}

ここで \mathbf{j} は電流密度（ベクトル）、σ は電気伝導率、\mathbf{E} は電場（電界）のベクトルである。このため、電気伝導率 σ は電気抵抗率 ρ の逆数になり：

σ=(1/ρ)

の関係が成り立つ。
159 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:26 ID:T8PEob4Qvtxz: 電気伝導率の周期性 [編集]
20 ℃の値（上欄）は日軽金のホームページの抵抗率のデータの逆数をもちいた。 0 ℃のデータ（下欄）はコットレルの「金属学」のデータである。

H　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　He
Li　　Be　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　B　　C　　N　　O　　F　　Ne
10.7　　30.3
11.8　　18
Na　　Mg　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Al　　Si　　P　　S　　Cl　　Ar
21.2　　23.8　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　37.4　　9.6
23　　25　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　40
K　　Ca　　Sc　　Ti　　V　　Cr　　Mn　　Fe　　Co　　Ni　　Cu　　Zn　　Ga　　Ge　　As　　Se　　Br　　Kr
14.7　　27　　1.5　　1.8　　0.5　　7.5　　0.6　　9.9　　15.7　　14.5　　59　　16.8　　　　　　　　8.3
15.9　　23.5　　　　1.2　　　　6.5　　　　11.2　　16　　16　　64.5　　18.1
Rb　　Sr　　Y　　Zr　　Nb　　Mo　　Tc　　Ru　　Rh　　Pd　　Ag　　Cd　　In　　Sn　　Sb　　Te　　I　　Xe
8.2　　4.4　　1.8　　2.2　　6.2　　17.5　　　　13　　21.2　　9.2　　61.4　　13.7　　11.3　　7.9　　2.4
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　66.7　　15　　　　10
Cs　　Ba　　*　　Hf　　Ta　　W　　Re　　Os　　Ir　　Pt　　Au　　Hg　　Tl　　Pb　　Bi　　Po　　At　　Rn
5　　2　　　　3.1　　7.4　　18.5　　5.3　　11.4　　19.6　　9.4　　45.5　　1　　6　　4.8　　0.9
　　1.7　　　　　　　　　　　　　　　　　　49　　　　　　5.2　　1

単位は × 10^{6}ジーメンス/m。 0 ℃での値＞ 20 ℃での値になっていないのは出典が違うことによる。
160 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:27 ID:T8PEob4Qvtxz: 非線形抵抗　http://www15.wind.ne.jp/~Glauben_leben/Buturi/Denjiki/Denjikibase3.htm

電気抵抗は，V－I グラフが直線関係の線型抵抗(図①)，曲線関係の非線形抵抗(図②)がある。

電流
I[A]
↑　　　　　　 ****②
｜　　　　　 ***　　／①
｜　　　　 ***　　／
｜　　　 ***　　／
｜　　 ***　　／
｜　 ***　　／
｜　**　　／
｜ **　／
｜**　／
｜* ／
｜／
＋――――――――――→電圧V[V]

電球などが非線型抵抗の例だが，電球のフィラメントの温度上昇によってフィラメント中の原子の熱振動が激しくなり，電子の流れを妨げることが主な原因である。
また，導体の断面積をS[m^{2}]，電子密度をn[個/m^{3}]，自由電子の電荷を－e[C]，電子の平均の移動の速さをv[m/s]とすると，導体の断面を単位時間に通過する電子数はvSn[個/s･m^{2}]だから，
電流の強さはI＝vSne である。
161 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:28 ID:T8PEob4Qvtxz: 電流計 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E6%B5%81%E8%A8%88

電流計（でんりゅうけい、英: Ammeter）は、電流を測るための電気計器である。

自動車やオートバイに使用される電流計についても、この項目で説明する。

使用方法および接続の仕方 [編集]
電流計の接続方法内部電気抵抗の小さな測定器であり、測定箇所の回路を開いてその2点間に直列に接続する。実際には、回路に小さな抵抗（分流器）を挿入し、その抵抗の両端の電圧を測定することで電流値としている。

また、測定範囲の拡大のために、分流器や変流器が使用される（変流器は被測定回路と電流計を絶縁するためにも使用される）。

内部構造 [編集]
可動コイル形
可動鉄片形電圧計と構成は同じであるが、内部抵抗を極力小さくするために太いコイルが巻かれる。右は可動コイル形、その下は可動鉄片形である。

直流電流計 [編集]
直流電流計直流においての電流を測定するのに使用される。構造は可動コイル型であり永久磁石およびコイルで構成される。電流計単体だけでは大きな電流を測れないので目的の電流にあわせて分流器を使用する。

交流電流計 [編集]
交流電流計商用周波数程度 (45 - 65Hz) の交流電流を測定するのに使用する。直流にも使用することは可能だが、電流が大きくなるにつれて誤差が大きくなるので実際には使用されない。
162 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:30 ID:T8PEob4Qvtxz: 電流力計型電流計 [編集]
構造的には電力計と同様だが内部配線が異なる。原理的には直流から商用周波数程度（DC - 1000Hzまで可能なものも）である。

検流計（ガルバノメーター） [編集]
詳細は「検流計」を参照

一目盛りで10-6アンペア[A]以下の高感度の検出をする電流計である。ブリッジ回路（ホイートストンブリッジなど）の平衡を確かめるために使用される。

直流用のものは、強力な永久磁石を使用した可動コイル形計器である。また、電子回路を利用した簡易電子式検流計もある。

ガルバノメーターという名称は、イタリアの物理学者、ルイージ・ガルヴァーニにちなむ。

熱電形電流計 [編集]
熱電対電流によるジュール熱を熱電対を用いて直流電流に変換し、それを可動コイル形計器で測定するものである。

熱電対に流れる電流の二乗に比例するので目盛りは二乗目盛りとなり実効値を表示する。交流および直流どちらでも使用可能であり、直流で校正した後に交流を測定すれば正しい値が得られる。

測定範囲はDC - 1MHzまでと非常に幅広い反面、電流の測定範囲は融通が利かず2 - 3倍程度の過電流により熱電対が簡単に焼損してしまう。測定範囲は1 - 1000mA程度までである。
163 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:30 ID:T8PEob4Qvtxz: 分流器（シャント）及び計器用変流器 [編集]
分流器（ぶんりゅうき）は、直流電流計の測定範囲拡大に使われる直流用測定範囲拡張器である。電流計に並列に接続し電流計に流れる電流を分流させる抵抗器である。

電流計の最大目盛りの時の測定対象の電流をI_{m}、電流計の内部電気抵抗をr・流れる電流をI_{r}、分流器の抵抗をR_{P}、とすると次のようになる。

I_{m}=I_{r}+I_{r}(r/R_{P})=I_{r}(1+(r/R_{P}))
I_{m}/I_{r}=(1+(r/R_{P}))

よって、最大目盛りの時の電流が(1+(r/R_{P}))倍に拡大されたことになる。

また、端子の切り替えにより分流器の倍率を変更できる多重目盛りの電流計も製作されている。

計器用変流器（けいきようへんりゅうき）は大電流の測定のために使用される。電流計は100A程度まで製作されているがそれ以上となると、大電流による接続端子部分の電圧降下及び発熱、磁界の発生による指示誤差などが生じてくるためである。なお計器用変流器を使用するときは一次側を接続した状態で二次側を開放してはならない。それは測定している電流が全て励磁電流となり、二次側に高電圧が誘起されて大変危険であり焼損の危険もあるからである。

自動車・オートバイにおける電流計 [編集]
自動車やオートバイの一部には、メーターパネル内などに電流計を備えた車種が存在する。

この場合、計器の文字盤の表示はアンペアを数値的に示すのではなく、＋と?で表記される。指針がプラス側のゾーンを示している場合にはオルタネーターやダイナモから発電される電流が、車体側の消費電流を上回っている事を示す。逆に、指針が中央線を横切ってマイナス側のゾーンを示している場合には、発電電流が車体側の消費電流を下回っており、バッテリーから電流が持ち出しの状態になっている事を示す。
164 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:33 ID:T8PEob4Qvtxz: >>163

誤

この場合、計器の文字盤の表示はアンペアを数値的に示すのではなく、＋と?で表記される。

正

この場合、計器の文字盤の表示はアンペアを数値的に示すのではなく、＋と-で表記される。
165 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:33 ID:T8PEob4Qvtxz: 電圧計 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E5%9C%A7%E8%A8%88

電圧計（でんあつけい、英: Voltmeter）は、ある2点間の電位差を測る電気計器である。

自動車やオートバイに搭載される電圧計も、この項目で説明する。

使用方法および接続の仕方 [編集]
内部電気抵抗の大きな測定器であり、測定する回路の2点間に並列に接続する。

直流の場合、電流制限用の大きな抵抗と可動コイル形計器を接続し、流れる微小な電流でコイルを動かして電圧を測る。測定範囲の拡大のためには、倍率器が利用される。

交流の場合は、測定範囲の拡大のために計器用変圧器が利用される。また、交流用計器や、整流器と直流用計器を組み合わせたもので測定される。

内部構造 [編集]
可動コイル形
可動鉄片形基本的な構造は電流計と同じであるが、回路上に電気抵抗があるため定電流が流れるとオームの法則により求められた電圧を検針可能な構造となっている。右に可動コイル型の図を示す。構成部品は永久磁石、コイル、指針となっている。さらにその下の図は可動鉄片形で構成部品は可動鉄片、固定鉄片、指針となる。

直流電圧計 [編集]
直流電圧計直流においての電圧を測定するのに使用される。構造は可動コイル型 (Moving-Coil Type) であり永久磁石およびコイルで構成される。また、振れ角は電流に比例するので目盛り平等目盛りとなる。

交流電圧計 [編集]
交流電圧計構造は可動鉄片形 (Moving-iron Type) であり、非常に簡単、堅牢、安価で商用電源周波数程度 (45 - 65Hz) の交流電圧を測定するのに広く使用されている。本来は実効値の2乗で針が振れるが固定鉄片の形を改良することにより、定格の10 - 20%以上はほぼ平等目盛りとすることができる（写真の目盛りの始まり付近のことである）。

電流力計型電圧計 [編集]
構造的には電力計と同様だが内部配線が異なる。原理的には直流から商用周波数程度（DC - 1000Hzまで可能なものも）である。
166 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:34 ID:T8PEob4Qvtxz: 静電電圧計 [編集]
二つの金属板に加えられた電圧により力が生じることによって指示する。低電圧の場合金属板に生じるトルクが小さいので、もっぱら高電圧 (1 - 500kV) で使用される。

熱電形電圧計 [編集]
熱電形電圧計は15 - 150Vまでが製品化されている。

電子電圧計（ミリボル、バルボル） [編集]
交流電圧の実効値を広い周波数帯域及び広い電圧の範囲を測ることができる装置である

分圧器及び計器用変圧器 [編集]
分圧器（マンガニン抵抗）分圧器は、直流電圧計の測定範囲拡大に使われる直流用測定範囲拡張器である。電圧計に直列に接続し電圧計にかかる電圧を低下させる抵抗器である。

電圧計の最大目盛りの時の電圧をV_{m}・内部電気抵抗をr・電圧降下をV_{r}、倍率器の抵抗をR_{S}、とすると次のようになる。

V_{m}=V_{r}+(V_{r}/r)=V_{r}(1+(R_{S}/r))
V_{m}/V_{r}=(1+(R_{S}/r)

よって、最大目盛りの時の電圧が(1+(R_{S}/r))倍に拡大されたことになる。

また、端子の切り替えにより倍率器の倍率を変更できる多重目盛りの電圧計も製作されている。

計器用変圧器は高電圧を安全に測定するために用いられ、低電圧を取り出すのに用いられる。

自動車・オートバイにおける電圧計 [編集]
自動車やオートバイの一部には、メーターパネル内などに電圧計を備えた車種が存在する。

この場合、計器の文字盤の表示はバッテリー＋端子から出力されるボルトを数値的に示す。多くの12V電装の車種では指針上限が16V、中央部分が12V、指針下限が8Vを示している。6V電装車の場合は指針上限が9V、中央部分が6V、指針下限が3Vを示している。社外品においては、シガーソケットに接続するタイプの小型電圧計も存在する。この場合、表記は「正常」「不足」「要点検」などのより抽象的な表記で表されている事が多い。
167 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:34 ID:T8PEob4Qvtxz: ジュール熱 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B8%E3%83%A5%E3%83%BC%E3%83%AB%E7%86%B1

ジュール熱（ジュールねつ、英: Joule heat）は、電流のはたらきによって生じる熱。

電気こんろ
ニクロム線に通電した際に生じるジュール熱を調理に利用する．

ジュールの法則 [編集]
電気抵抗 R [Ω] の物体に、 I [A] の電流を t 秒間流したときに発生する熱量、すなわちジュール熱の量 Q [J] は、

Q=RI^{2}t

となる。ジュール熱の量は、抵抗 R と電流 I の二乗の積に比例する。これはイギリスの物理学者、ジェームズ・プレスコット・ジュールが実験によって発見した物理法則で、ジュールの法則（ジュールのほうそく、英: Joule's law）と呼ばれる。

上の式はオームの法則を用いることによって次式のように変形することができる。

Q=VIt=RI^{2}t=(V^{2}/R)t

（V:電圧）

ジュール熱の利用 [編集]
ジュール熱の大きさは、抵抗に印加する電力によって変化させることができる。制御が容易であるため、古くから暖房や調理器具などに利用されている。

調理器 - 炊飯器、電気こんろ、電気ポット、トースター
暖房器具 - 電気あんか、電気こたつ、電気ストーブ、電気毛布
乾燥機 - 衣類乾燥機、電気食器乾燥機、電気布団乾燥機、ヘアドライヤー
その他 - アイロン、はんだごて、ヒューズ、電気温水器

ジュール熱による損失 [編集]
ジュール熱を利用する電気器具があるが、一般的な電気製品ではジュール熱はあまり歓迎されない。電動機や発電機、変圧器といった、おおむね大きな電力を扱う装置やこれらを繋ぐ配線類も超伝導技術でも使わない限り導体中の抵抗によって無用なジュール熱が生じてしまう。また、照明器具を含む家庭電気製品や事務用の電気を扱う機器類のすべてもまた、無用なジュール熱によってエネルギーを無駄に消費してしまう。こうした機器においてジュール熱は損失として見なされる。配線はできるだけ短くしながら流れる電流に応じてワイヤの太さを適切なものを選ぶことでジュール熱の発生は最小限に抑えることができる[1] 。また、生じた熱も適切に放熱することが求められる。
168 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:34 ID:T8PEob4Qvtxz: ジュール損 [編集]
変圧器のような電気コイルを用いた電気部品では、コイルを構成する銅線にジュール熱が生じるだけでなく、コアと呼ばれる鉄芯などにもジュール熱が生じてしまい、エネルギーの損失となる。変圧器やコア付きコイルなどでは、鉄などをコアに用いて磁束の集中と部品サイズの縮小を図っているが、交流電流が流れることでコア内の磁束が生成／消滅を繰り返し、この過程でコア内に渦電流が生じてしまう。この渦電流が流れることでジュール熱によるエネルギーの損失が生じ、この損失が「ジュール損」や「渦電流損」と呼ばれる。低周波数での交流電流ではジュール損はそれほど大きくないため、絶縁された薄いケイ素鋼板を磁束に沿って多数積層したコアを用いることで、コア内に生じる渦電流を分断し最小化することでジュール損を少なくする手法が一般的に採用されている。高周波数の交流電流ではジュール損が顕著となるため、比抵抗が高いソフト・フェライトをコアに用いることで、コア内に渦電流が生じないようにされる事が一般的である[2]。
169 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:35 ID:T8PEob4Qvtxz: 電流 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E6%B5%81

電流（でんりゅう）は、電子のような荷電粒子[1]の移動に伴う電荷の流れ（という現象）、もしくはある面を単位時間に通過する電荷の量のことである[出典 1]。

この電荷の流れを運ぶのは、電線などの電気伝導体では移動する電子であり、電解液ではイオンであり、プラズマでは両方である[出典 2]。

電流の大きさは国際単位系のアンペアで表され、単位記号はAである[2]。また、1アンペアの電流で1秒間に運ばれる電荷が1クーロンとなる。電流は電流計を使って測定する[出典 1]。数式中で電流量を表すときは I または J で表現される。

電荷 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E8%8D%B7

電荷（でんか、電気量）は、素粒子が持つ性質の1つである。電荷の量を電荷量という。電荷量のことを単に電荷と呼ぶこともある。電荷を持つ粒子のことを単に電荷と呼ぶこともある。
170 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:36 ID:T8PEob4Qvtxz: 電力 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E5%8A%9B

電力（でんりょく、electric power）とは、

電気によるエネルギー[1]。
単位時間に電流がする仕事量[2][1]。
大手の電力会社あるいはPPS（特定規模電気事業者）などが供給する（商品として販売する）エネルギーのこと（三相交流で供給する高圧電力、低圧電力など）。

概説 [編集]
電力とは、電気の形で伝えられる力（あるいはエネルギー）のことである。

物理学の領域では、単位時間に電流がする仕事量のことを「電力」と呼んでいる。

電力を提供することで収益（売上）や利益を得ている業界を電力業界という。

1990 年代から、欧米を中心として、世界中の多くの国や地域において、電力の自由化が積極的に進められている[3]。

欧州の各国の電力事業は、各国それぞれの歴史を持っている[4]。かつてはひとつの国にひとつの電力事業業者、という形が一般的であったが[4]、1999年に欧州電力市場では《市場の自由化》が導入され、各国でいくつもの電力事業業者が活動するようになった[4]。欧州のなかでも、いちはやく自由化された電力市場を整備したのは英国であった[4]。

英国ではかつて英国電力公社が英国全体に電力を供給しており、発電も送電も全て行っていた[4]。1990年にその英国電力公社が民営化され、その時に、同時に発電事業と送電事業の分離が行われ、消費者に電力を供給する配電事業にはいくつもの電力供給事業者が参加できるようになった[4]。消費者は、（ちょうど、携帯電話の通信サービスを比較して決められるように）電力の価格などを比較して、自分が利用する電力供給事業者を選択できるようになった[4]。(なお送電に関しては、英国ではもともとひとつの電気事業者が全国の電力供給を管理していたため、結果として、高圧送電系統はナショナルグリッドという送電系統管理事業者が運用する方式を採用した[4]。) このようにして英国では、発電・送電・配電が完全に分離された[4]。
171 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:36 ID:T8PEob4Qvtxz: 現在、欧州各国で行われている電力事業の形態というのは、上記の英国の形態と似たものになっている[4]。つまり、発電と送電の分離されており、送電に関しては送電系統管理事業者が行っている[4]。そして欧州の各国はそれぞれ隣接する国々と高圧電線で結ばれ、日々、電力の輸出・輸入が行われている[4]。

グリーン電力とは、風力発電や太陽光発電、バイオマス発電、小規模水力発電等々、温室効果ガスの排出が少なくて環境への負荷が小さい自然エネルギーや再生可能エネルギーによって発電された電力のことである[5]。

2000年代に入り、欧州で風力発電の導入がかなり進みはじめてから、発電出力の変動に伴う供給の不安定化の問題への対応策が打たれるようになっており、EUレベルでスマートグリッド化が検討されるようになった[4]。

日本では第二次世界大戦前に、電力の供給を独占する体制（電力独占体制）が形成された[6]。日本においても、1995年の電気事業法の改正により、電力自由化に向けての様々な動きが始まった[3]。
172 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:37 ID:T8PEob4Qvtxz: 物理学における電力 [編集]

物理学において電力（electric power）とは、単位時間に電流がする仕事の量のこと。単位はワット (W)。ある時間における電力の積算総和を電力量 (electric energy) と呼ぶ。

直流電流では、電圧と電流との積で表される。

電力
electric power
量記号 P
次元 L^{2} M T^{-3}
種類スカラー
SI単位ワット (W)
CGS単位エルグ毎秒 (erg/s)
FPS単位フィート重量ポンド毎秒 (ft・lbf/s)
MKS重力単位重量キログラムメートル毎秒 (kgf・m/s)

直流の電力 [編集]
任意の負荷に供給されている電圧をE、電流をIとすると、以下のように表現できる。

P = EI

交流の電力 [編集]
交流の場合、負荷によっては電圧と電流間で位相差が発生する場合があるので、直流電力のように電圧と電流の単純積で求めることができない。

はじめに、インピーダンスをZ, 抵抗成分をR, リアクタンス成分をX, アドミタンスをY, コンダクタンス成分をG, サセプタンス成分をB,

加える電圧複素ベクトル表示をV, 電圧複素ベクトルの絶対値をVa, 電流複素ベクトル表示をI, 電流複素ベクトルの絶対値をIa, 電流と電圧の位相差をθと定義して、以下の解説に移る。

なお整流回路などの非直線性を含む回路においては説明が複雑になるので、ここでは直線性回路の場合に限ることにする（非直線性回路については後述）。
173 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:38 ID:T8PEob4Qvtxz: 複素電力 [編集]
後述の有効電力を実値、無効電力を虚値に取った複素数値。Pを有効電力、P_{r}を無効電力とすると

P_{c} = P + jP_{r}と表記できる。
P_{c}=V\bar{I}(=\overline{\bar{V}I})と定義すれば、P_{c}の絶対値が皮相電力を、実部が有効電力を、虚部が無効電力を表す。この定義では、Im(P_{c}) > 0のとき、遅れ負荷を表す。

皮相電力 [編集]
電圧の実効値と電流の実効値との積で、その意味は名のごとく表向き（見かけ）の電力。単位はボルトアンペア (VA) で量記号はS。

また、有効電力の2乗と無効電力の2乗とを足し合わせた値の平方根でも表現することができる。

S=|V||I|=√{P^{2}+Q^{2}}

インピーダンスを利用して表すと

S=|V|^{2}/|Z|=V^{2}_{a}/√{R^{2}+X^{2}}

アドミタンスを利用して表すと

S=|V|^{2}|Y|=V^{2}_{a}√{G^{2}+B^{2}}
174 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:38 ID:T8PEob4Qvtxz: 有効電力 [編集]
負荷で実際に消費される電力であり、単位はワット (W) で量記号はP。電力料金請求の対象量。

皮相電力と位相差のコサイン（cosθ）の積で求められ、特にcosθを力率と呼んでいる。位相差がゼロの状態、すなわちcosθが1の場合が理想的な状態であり、負荷の力率が1に近いほど「力率が良い」といい、逆にゼロに近いほど「力率が悪い」という。

P=S cosθ　＝√{S^{2}-Q^{2}}

抵抗を用いて表すと、

P=|V|^{2}/R=V^{2}_{a}/R
P=|I|^{2}R=I^{2}_{a}R

コンダクタンスを用いて表すと、

P=|V|^{2}G=V^{2}_{a}G
P=|I|^{2}/G=I^{2}_{a}/G

無効電力 [編集]
負荷と電源とで往復するだけで消費されない電力であり、単位はバール (var) で量記号はQ。

皮相電力と位相差のサイン（sinθ）の積で求められる。誘導負荷（インダクタンスに由来）、容量負荷（静電容量に由来）から生じ、誘導負荷に由来する無効電力を「遅れ無効電力」、容量負荷に由来する無効電力を「進み無効電力」と呼んでいる。遅れ無効電力と進み無効電力のベクトルは互いに打ち消しあう位置関係をとっており、これら両者の無効電力が互いに等しい状態（すなわち、無効電力がゼロ）が、最も理想的な状態といえる。

Q = S sinθ = √{S^{2}-P^{2}}

リアクタンスを用いて表すと

Q=|V|^{2}/X=V^{2}_{a}/X
Q=|I|^{2}X=I^{2}_{a}X

サセプタンスを用いて表すと

Q=|V|^{2}B=V^{2}_{a}B
Q=|I|^{2}/B=I^{2}_{a}/B

固有電力 [編集]
起電力Eとその内部抵抗rと外部抵抗Rにおいての電源より供給できる最大電力。または消費電力が最大になるときの最大電力。

電気工学では最大電力供給条件という。分野によってはマッチングとも。記号はPまたはPmax、単位はワット (W)。

rは内部抵抗、Rは外部抵抗として説明する。

直流電力の公式

P = VI = RI^{2}

これを1とする。

起電力

E = rI + RI
ゆえに

I = E / (r + R)
となる。これを2とする。

1へ2を代入

P = R(E / (r + R))^{2}

となる。つまり、y = xE^{2} / (r^{2} + 2rx + x^{2})とも置き換えることができる。これによってP = E^{2} / 4rという公式が導き出される。
175 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:39 ID:T8PEob4Qvtxz: 直列接続：流れる電流は等しい

抵抗R_{1}[Ω]とR_{2}[Ω]を直列につなぎ，これに電圧V[V]を加えます．
このちき直列抵抗に流れる電流は等しいです．
これが等しくないと，電流がどこかにたまってしまうといった事が起こるようになります．
この等しい電流をI[A]としよう．
抵抗R_{1}，およびR_{2}の部分にオームの法則を適用し，それぞれに掛かる電圧V_{1}=R_{1}IおよびV_{2}=R_{2}Iを得ます．
VはV_{1}とV_{2}の和です．

V=V_{1}+V_{2}=(R_{1}+R_{2})I・・・(1)

直列にした2つの抵抗を1つの抵抗と考えたときの合成抵抗R[Ω]は

V=RI・・・(2)

です．(1)と(2)を比較し，以下を得ます．

V=(R_{1}+R_{2})I
V/I=(R_{1}+R_{2})

V=RI
V/I=R

V/I=R=R_{1}+R_{2}・・・（3）

この式（3）は直列に接続した2つの抵抗の合成抵抗を表す式です．

抵抗の直列接続：合成抵抗=R=R_{1}+R_{2}

　　　　　　　　　　　R_{1}[Ω]　　　　　　　　　　　　　　　　　R_{2}[Ω]
＋――――――――――ｗ―――――――――――｜―――――――――ｗ―――――――――――＋
｜　\overrightarrow{I[A]}　　　　　　　　　　｜　\overrightarrow{I[A]}　　　　　　　　　｜
｜←―――――――V_{1}[V]―――――――――→｜←――――――――V_{2}[V]―――――――→｜
｜　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　｜
＋―――――――――――――――――――――V[V]―――――――――――――――――――――＋
176 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:39 ID:T8PEob4Qvtxz: 並列接続：かかる電圧は等しい

R_{1}[Ω]とR_{2}[Ω]を並列にしたものに電圧V[V]をかけたとします．
この場合，それぞれの抵抗に流れる電流をI_{1}[A]，I_{2}[A]とします．
そうすると，オームの法則により，

V=R_{1}I_{1}=R_{2}I_{2}・・・(4)

を得ます．R_{1}とR_{2}を並列にしたものを1つの抵抗と考えたときの電流Iは以下のようになります．

I=I_{1}+I_{2}=V((1/R_{1})+(1/R_{2}))・・・(5)

(4)と(5)の式を比較して並列接続の合成抵抗Rに対する次のような式を得ます．

V=R_{1}I_{1}=R_{2}I_{2}

I=I_{1}+I_{2}=V((1/R_{1})+(1/R_{2}))

I/V=1/R=(1/R_{1})+(1/R_{2})・・・(6)

この式(6)は並列に接続した2つの抵抗の合成抵抗を表す式です．

抵抗の並列接続：合成抵抗Rは(1/R)=(1/R_{1})+(1/R_{2})

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　R_{1}
　　　　　　　　　　　　＋――――――――――ｗ―――――――――――＋
　　　　　　　　　　　　｜　\overrightarrow{I_{1}[A]}　　　　　　　　｜
　　　　　　　　　　　　｜　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　｜
＋―――――――――――｜　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　｜―――――――――――＋
｜\overrightarrow{I[A]} ｜　　　　　　　　　R_{2}　　　　　　　　　　｜\overrightarrow{I[A]} ｜
｜　　　　　　　　　　　＋――――――――――ｗ―――――――――――＋　　　　　　　　　　　｜
｜　　　　　　　　　　　　　\overrightarrow{I_{2}[A]}　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　｜
｜　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　｜
｜　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　｜
＋―――――――――――――――――――――V[V]―――――――――――――――――――――――＋
177 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:40 ID:T8PEob4Qvtxz: 電池 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E6%B1%A0

電池（でんち）は、何らかのエネルギーによって直流の電力を生み出す電力機器である。化学反応によって電気を作る「化学電池」と、熱や光といった物理エネルギーから電気を作る「物理電池」の2種類に大別される。

起電力 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%B5%B7%E9%9B%BB%E5%8A%9B

起電力（きでんりょく、electromotive force, EMF）とは、電流の駆動力のこと。または、電流を生じさせる電位の差（電圧）のこと。単位は電圧と同じボルト(V)を用いる。起電力を生み出す原因には、電磁誘導によるもの（発電機）、熱電効果（ゼーベック効果）によるもの（熱電対）、光電効果（光起電力効果）によるもの（太陽電池）、化学反応によるもの（化学電池）などがある。

これらのうち、本項では化学反応によるもの、すなわち化学電池の起電力についておもに記述する。

起電力
electromotive force
量記号 E, V
次元 ML^{2} T^{-3} I^{-1}
種類ベクトル
SI単位ボルト (V)
プランク単位プランク電圧

化学電池の起電力 [編集]
化学電池（電気化学セル）の起電力は、電気化学的平衡状態における電極の電位差である。「電流が0の時の電極間の電位差（開回路電圧）」と説明されることもあるが厳密には異なる。電極上では電気化学平衡が成り立っていないにもかかわらず、電極間を流れる電流が0となることがあり（1つの電極上で複数の電気化学反応が起こっている場合など。混成電位という。）、このような場合は、起電力と開回路電圧は異なる。

電位差を測定する方向や電池反応の表現方法に任意性が存在するため起電力の符号について混乱があったが、 1953年にストックホルムで開かれたIUPACの会議において、起電力の符号の決め方について勧告[1] が出された。（ストックホルム規約と呼ばれることがある。）
178 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:40 ID:T8PEob4Qvtxz: 起電力の定義 [編集]
次のような電池図式で表される電池を考える。

T|M_{1}|S|M_{2}|T^{'}

ここで、M_{1}、M_{2}は電気伝導体の電極を、Sはイオン伝導体（電解質）の溶液を、両端のT、T^{'}は端子を表すとする。

この電池の内部において正電荷を左から右（T→T^{'}の方向）へ移動させるときに、電極M1上では

R(M_{1})→O(M_{1})+ne^{-}(T)・・・（酸化反応）

電極M_{2}上では

O^{'}(M_{2})+ne^{-}(T^{'})→R^{'}M_{2}・・・（還元反応）

すなわち、電池全体では、

R(M_{1})+O^{'}(M_{2})+ne^{-}(T^{'})→O(M_{1})+R^{'}(M_{2})+ne^{-}(T)

の反応が進行すると約束する。（電池図式において左側の電極はアノード、右側の電極はカソードを表す。）

この反応が電気化学的平衡になっている時の、左側の端子Tに対する右側の端子T'の電位差が起電力である。

このときの起電力Eは

E =-(μ^{T^{'}}_{e^{-}} - μ^{T}_{e^{-}}) / F
= -((μ^{M_{1}}_{O} + μ^{M_{2}}_{R^{'}}) - (μ^{M_{1}}_{R} - μ^{M_{2}}_{O}) ) / n*F

で表すことができる。ここで、μ^{x}_{y}は相xにおける反応種yの電気化学ポテンシャル、n は反応電子数、F はファラデー定数を表す。

一般に、反応のギブスエネルギー変化がΔGで表されるとき、起電力Eは、

E=-⊿G/nF

となる。

このように、起電力は形式的に決定される。普通、電池の場合は起電力の値が正となるように電池図式・化学反応式を記述する。電池の反応式を逆に記述すれば起電力の符号も逆になる。
179 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:40 ID:T8PEob4Qvtxz: 起電力と電極電位 [編集]
詳細は「標準電極電位」を参照

電池のそれぞれの電極の片方についてのみ注目して、それを半電池(half-cell)または単極(single electrode)と呼ぶ。上の例ではそれぞれ

M_{1}|S, S|M_{2}

が半電池となる。（半電池を2つ組み合わせて電池になる。）

ここで、次の例ような、ある特別な構成の電池の起電力について考える。

T|Pt, H_{2}(P_{H_{2}}=P^{0}|H^{+}(a_{H}=1)||S|M|T^{'}

この電池の左側の半電池は、基準電極と呼ばれる電極のひとつであり、標準水素電極と言う。

基準電極を左側に置いた電池の起電力を、右側の電極の平衡電極電位(equilibrium electrode potential)または簡単に平衡電位と言う。特に、電極反応にかかわる物質の活量が全て1である場合の平衡電極電位を特に標準電極電位(standard electrode potential)という。

標準電極電位を用いた起電力の求め方 [編集]
電極電位を用いることによって起電力を求めることも出来る。具体的には、電池図式の右側の電極電位から左側の電極電位を引くことによる。

例として、ダニエル電池と呼ばれる亜鉛と銅でつくった電池の標準状態での起電力を考える。

標準状態のダニエル電池の電池図式は

Cu|Zn|ZnSO_{4}(aq, a_{Zn^{2+}}=1)||CuSO_{4}(aq, a_{Cu^{2+}}=1)|Cu

で表すことが出来る。（左端のCuはZn電極につながる端子である。右端のCu電極は端子も兼ねている。）

電池の左側（アノード）は

Zn →Zn^{2+}+2e^{-} E^{0}(Zn^{2+}|Zn)=-0.763V(vs SHE)

電池の右側（カソード）は

Cu^{2+}+2e^{-} → Cu E^{0}(Cu^{2+}|Cu) = +0.340V(vs SHE)

である。よってこの電池図式で表される電池の標準状態における起電力E0は、

E^{0} = E^{0}(Cu^{+}|Cu) - E^{0}(Zn^{+}|Zn) = (+0.340)-(-0.763)　大体　1.10V

と計算される。
180 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:41 ID:T8PEob4Qvtxz: 化学電池以外の起電力 [編集]
誘導起電力 [編集]
電磁誘導による起電力でファラデーの電磁誘導の法則より、1つの回路に生じる誘導起電力の大きさはその回路を貫く磁界の変化の割合に比例するもので発電機に利用される。

熱起電力 [編集]
ゼーベック効果により、異なる物体に温度差があると発生する起電力で、熱電対（温度センサ）に利用される。

光起電力 [編集]
光起電力効果により、半導体のpn接合部などに光が照射されたとき発生する起電力で、太陽電池やフォトダイオード（光センサ）に利用される。

電気回路における起電力 [編集]
キルヒホッフの法則 (電気回路)より、任意の閉路の起電力の総和と電圧降下の総和は等しい。
181 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:41 ID:T8PEob4Qvtxz: キルヒホッフの法則 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%AD%E3%83%AB%E3%83%92%E3%83%9B%E3%83%83%E3%83%95%E3%81%AE%E6%B3%95%E5%89%87

電気回路に関する法則。キルヒホッフの法則 (電気回路)を参照。
放射エネルギーに関する法則。キルヒホッフの法則 (放射エネルギー)を参照。
反応熱に関する法則。キルヒホッフの法則 (反応熱)を参照。

キルヒホッフの法則 (電気回路) http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%AD%E3%83%AB%E3%83%92%E3%83%9B%E3%83%83%E3%83%95%E3%81%AE%E6%B3%95%E5%89%87_(%E9%9B%BB%E6%B0%97%E5%9B%9E%E8%B7%AF)

キルヒホッフの法則（キルヒホッフのほうそく、Kirchhoffsches Strahlungsgesetz) は、電気回路において任意の節点に流れ込む電流の総和、および任意の閉路の電圧の総和に関する法則である。線型回路、非線型回路を問わず成り立つ。電気工学で広く用いられる。1845年物理学者グスターヴ・キルヒホッフが発見した。

キルヒホッフの法則には電流則と電圧則がある。両法則ともマクスウェルの方程式から直接得ることはできるが、キルヒホッフはマクスウェルに先行して、代わりにゲオルク・オームによる研究を一般化した。

電流則（キルヒホッフの第一法則） [編集]
電気回路の任意の節点において、流れ込む向きを正（又は負）と統一するとき、各線の電流 I_{i}の総和は0となる。

∑^{N}_{i=1}I_{i}=0

節点（ノード）法則、KCL (Kirchhoff's Current Law) ということもある。

「流れ込む電流と流れ出す電流の和は0である」と「流れ込む電流の和と流れ出る電流の和の大きさは等しい」は符号を統一するかしないかの違いであり両者は等価である。

キルヒホッフの第一法則の例
中心の点に流れ込む電流i_{1}とi_{2}の総和が、流れ出る電流i_{3}とi_{4}の総和に等しくなる、という法則のこと。電流保存の法則とも呼ばれる。

電圧則（キルヒホッフの第二法則） [編集]

電気回路に任意の閉路をとり電圧の向きを一方向に取ったとき、閉路に沿った各素子の電圧 V_{i} の総和は 0 である。

∑^{N}_{i=1}V_{i}=0

閉路（ループ）法則、KVL (Kirchhoff's Voltage Law) ということもある。

関連項目 [編集]

重ね合わせの原理 : 線型回路の場合はこちらのほうが計算が簡単である。
オームの法則
直流回路
電気回路
182 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:42 ID:T8PEob4Qvtxz: キルヒホッフの法則 (放射エネルギー) http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%AD%E3%83%AB%E3%83%92%E3%83%9B%E3%83%83%E3%83%95%E3%81%AE%E6%B3%95%E5%89%87_(%E6%94%BE%E5%B0%84%E3%82%A8%E3%83%8D%E3%83%AB%E3%82%AE%E3%83%BC)

キルヒホッフの法則（キルヒホッフのほうそく、Kirchhoffsches Strahlungsgesetz) はグスターヴ・キルヒホッフが提唱した法則である。

放射平衡状態にある物質が放出する放射エネルギーと吸収能との比は、物質に関係なく一定で、その値は完全黒体の放射エネルギーに等しい。

温度と放射の波長のみで決まる法則で、1860年に発見された。吸収能とは物質が吸収する放射エネルギーの量と放射照度の比である。

1-ε=R [ε:放射率 R:反射率]

放射率が1を超えることがないため、熱で黒体より多くのエネルギーを放射するのは不可能である。

キルヒホッフの法則 (反応熱) http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%AD%E3%83%AB%E3%83%92%E3%83%9B%E3%83%83%E3%83%95%E3%81%AE%E6%B3%95%E5%89%87_(%E5%8F%8D%E5%BF%9C%E7%86%B1)

キルヒホッフの法則（キルヒホッフのほうそく）は反応熱の温度係数が反応前後の熱容量の差に等しいという法則。
183 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:43 ID:T8PEob4Qvtxz: ホイートストンブリッジ http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%9B%E3%82%A4%E3%83%BC%E3%83%88%E3%82%B9%E3%83%88%E3%83%B3%E3%83%96%E3%83%AA%E3%83%83%E3%82%B8

ホイートストンブリッジ (Wheatstone bridge) は、ひずみゲージなどの抵抗測定に用いられる回路である。 1833年にサミュエル・ハンター・クリスティ(S.H.Christi 1784-1865)によって発明され、1843年にチャールズ・ホイートストンによって実用化され、広く使われるようになった。未知の抵抗を含んで4つの抵抗をブリッジ状に配置して、中間点の電位差を測定することによって、未知の抵抗値を測定する。

理論 [編集]
ブリッジ回路が平衡状態の場合 [編集]

＋――――――――＋
｜　　　　　　　　｜
｜　　　　　　　　・A
｜　　　　　R_{1}／＼R_{3}
｜　　　　　　　□　□
―^{+}　　　　／　　　＼
-　　　　　D・――○――・B
｜　　　　　＼ V_{G} ／
｜　　　　　　　□　□
｜　　　　　R_{2}＼／R_{4}
｜　　　　　　　　・C
｜　　　　　　　　｜
＋――――――――＋

ホイートストンブリッジ図に示すブリッジ回路で、Rxは未知の値を持つ抵抗であり、R1、R3は既知抵抗である。抵抗R2は可変抵抗である。抵抗の比が次式のように等しくなると、抵抗の中間点に設置してある検流計の示す値がゼロになり、中間点の間に電流は流れなくなる。

R_{2}/R_{1}=R_{x}/R_{3}

この測定回路では、電圧がちょうどゼロになることを精度よく測定できるので、R_{1}、R_{2}、R_{3}が精度よくわかっていれば、R_{x}も測定器の内部抵抗を受けることなく、精度よく求めることができる（零位法）。逆にR_{x}の微小な変化も、電圧の平衡が失われることによって検出することができる。

この回路の場合、R_{x}は

R_{x}=(R_{2}R_{3})/R_{1}

となる。

R_{1},R_{2},R_{3}を既知の固定抵抗として、中間点の電位差、または電流値から R_{x}を求めることもできる。
184 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:43 ID:T8PEob4Qvtxz: また、各々の抵抗をインピーダンスの概念に拡張し、電圧源を高周波発振器（可変）に置き換えることで、未知のインピーダンス測定用に拡張することも出来る。

ひずみゲージの測定回路として用いられる他、さまざまな電気量の測定回路として用いられる基本的な回路である。

鉄道車両では、主電動機の接続方法を切換る際に急激なトルク変動を抑える目的でこの回路が応用され、橋絡渡り方式と呼ばれている。
185 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:43 ID:T8PEob4Qvtxz: 電子 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E5%AD%90

電子（でんし、英語: Electron）とは、宇宙を構成する素粒子のうちのレプトンの1つである。素粒子の標準模型では、第1世代の荷電レプトンとして位置づけられる。

概要 [編集]
電子の電荷の大きさは電気素量に等しく符号はマイナスである。

電荷　-1.602 176 565(35)×10^{-19}クーロン
スピン　^{+}_{-} 1/2
バリオン数 0
質量 9.109 382 91(40)×10^{-31} キログラム
陽子の質量と電子の質量との比　1836.152 672 45(75)

他に弱アイソスピン、弱超電荷という性質を持つ。電子の大きさについては、標準模型では0とされるが、大きさを持つかどうか･内部構造を持つかどうかは判明していない。電子の大きさ･広がりに関して考慮する数値を以下に示す

古典半径:2.817 940 2894×10^{-15} m

上限半径:1.0×10^{-18} m

プランク長:1.6×10^{-35} m（超弦理論による電子）

シュバルツシルト半径:1.3×10^{-57} m
186 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:44 ID:T8PEob4Qvtxz: 原子は、原子核と電子（核外電子）によって構成される。古典論的には、電子は原子核の周りを惑星のように回っていると考えられていた。量子力学的には、電子はとびとびのエネルギー状態を取りながら通常、最もエネルギー準位の低いところから順に原子軌道を占有していく。核外電子のエネルギー準位と化学的な意味については「電子配置」に詳しい。

ベータ崩壊の際に、原子核から出てくる粒子線に含まれる粒子のうちの1つが電子である。中性子が発見される以前は、原子核中に電子が存在するという「核内電子説」が存在したが、ベータ崩壊で原子核から飛び出してくる電子は原子核中に存在していたわけではなく、弱い相互作用の結果発生したものが放出される。

電気伝導体内を流れる電流の担い手は、特定の原子の原子核にとらえられていない自由電子（伝導電子）である（電荷を運ぶという意味では、ホールやイオンも該当する）。特に半導体においては、伝導電子だけに注目して単に「電子」と表現することが多い（半導体素子において「電子が欠乏」と言っても、原子核だけになっている訳ではない）。
187 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:45 ID:T8PEob4Qvtxz: ただし、自由電子の移動する方向と電流の流れる方向は逆である。これは電気発見当時の科学者たちが電気（電流という意味としての）は+極（正極）から-極（負極）に流れると定義した後で、陰極線の発見（次項）により、自由電子の移動する方向は-極（負極）から+極（正極）であることが確かめられたのだが、電流は+極から-極に流れるということはすでに慣例となってしまっていたため、電流と自由電子の流れは逆と定義したわけである。

発見 [編集]
電子の発見は陰極線の発見に端を発する。当時の科学者たちは、電気を通す導体と、電気を通さない絶縁体があり、どんな物体の中でも電圧を上げれば電流を流すことができることを知っていた。そこでほぼ真空に近い陰極線管（クルックス管）に電圧をかけてみると直線状の影が現れた。ドイツの物理学者オイゲン・ゴルトシュタインはこの直線が陰極から発せられていたことから「陰極線」と名付けた。この陰極線の正体について学者らの意見は分かれた。欧州大陸の学者は陰極線の正体は海の波のように直線的に動いているので波動であるとし、イギリスの学者は重力の影響を受けないほど高速で移動している粒子であるとした。この大陸側とイギリス側の論争に決着をつけたのはイギリスの物理学者ウィリアム・クルックスであった。クルックスは、今日、自身の名前がつけられている陰極線管、いわゆるクルックス管を用いて、以下のような実験を提案した。

陰極線管に磁石を近づけた際に、以下のようになるだろう．

負に荷電した粒子であれば磁界によって偏向するだろう．
波動であれば磁界によって偏向することはない．

また、もし陰極線の正体が荷電した粒子であれば、電界によってより容易に偏向するだろうことが予測される。1897年に、イギリスの物理学者ジョセフ・ジョン・トムソンは磁気と電気をもちいて陰極線の正体が負に荷電した粒子、すなわち電子であるということをしめした。この電子の発見は原子モデルに大きな変化をもたらした。
188 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:45 ID:T8PEob4Qvtxz: その他 [編集]
日本語では、素粒子の意味だけではなく、英語の"Electronic"または"Electronics"の訳としても、「電子」という語が使われる。このため、電子工学を応用した電子機器に、「電子」の語が冠されることがある。

電子計算機
電子手帳
電子辞書
電子マネー
電子メール
電子商店街（電子モール）
電子商取引
電子政府
他
189 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:46 ID:T8PEob4Qvtxz: 長さ　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%95%B7%E3%81%95

長さ（ながさ）とは、2点間の空間的な隔たりの大きさを示す物理量であり、SI基本量のひとつである。

概説 [編集]2点がひとつの物体の両端のときの長さ、つまりある物体のひとつの軸に沿った端から端までの隔たりの大きさのことを、「物体の長さ」または単に「長さ」という。「物体の長さ」が特にはっきりと定義されるのは、ひもや棒のようなひとつの軸に沿った長さが飛び抜けて長い形の物体においてである。

一方、2点が互いに離れた2地点のときは、「長さ」よりも距離という語が主に使われる。距離という語は「物体の長さ」の意味で使われることはない。距離という語はまた、「恒星までの距離の大きさ」「アメリカまでの距離は遠い」「東京大阪間の距離は短い」というようにも使われる。これらの表現では、距離という語は2点間の空間的隔たりそのものを指すとも考えられる。

「長さ」という語は時間的な隔たりについても用いられる。ある現象が続く期間の長さを、その現象の長さという。例えば、息の長さ、声の長さ、寿命の長さ、歴史の長さ、などである。音符の長さといえば、その音符が示す音の長さをいう。

空間的、時間的、どちらの場合についても、長さが大きいことには「長い」、小さいことには「短い」という形容詞が用いられる。時間的な隔りについて言う時には、「永さ」「永い」という字が使われることがある。

長さのうち、以下のものは特別の名称で呼ばれる。
190 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:46 ID:T8PEob4Qvtxz: 高さ（たかさ） -- 垂直方向（重力の働く方向）の長さで、地面・水面よりも上のもの。身長、標高など。この長さが長いことを「高い」、短いことを「低い」といい、低いことを強調したい場合に「低さ」という表現が用いられる。
深さ（ふかさ） -- 垂直方向の長さで、地面・水面より下のもの。水深など。また、容器状のもの口から底までの長さ。この長さが長いことを「深い」、短いことを「浅い」といい、浅いことを強調したい場合に「浅さ」という表現が用いられる。
厚さ（あつさ） -- 膜状・面状のものの、面に垂直な方向の長さ。この長さが長いことを「厚い」、短いことを「薄い」といい、薄いことを強調したい場合に「薄さ」という表現が用いられる。
幅（はば） -- ある物体または図形について、水平方向の2つの長さのうち短い方の長さ。道幅など。

単位 [編集]
長さの単位も参照のこと。

SI単位 [編集]長さのSI単位はメートルである。接頭辞をつけた以下のような単位もよく用いられる。

キロメートル
センチメートル
ミリメートル
マイクロメートル
ナノメートル
ピコメートル
フェムトメートル
その他の単位 [編集]尺貫法においては、以下のような単位が用いられる。

寸
尺
間
里
ヤード・ポンド法においては、以下のような単位が用いられる。

インチ
フィート
ヤード
マイル
天文学においては、以下のような単位が用いられる。

天文単位
光年
パーセク
191 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:46 ID:T8PEob4Qvtxz: 断面積　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%96%AD%E9%9D%A2%E7%A9%8D

断面積（だんめんせき）

断面の面積のこと
原子核反応で様々な事象が起こる確率を表す際に用いられる。反応断面積を参照のこと。
自由電子　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%87%AA%E7%94%B1%E9%9B%BB%E5%AD%90

自由電子(じゆうでんし, free electron)とはポテンシャルがゼロ、つまり何ら束縛を受けていない電子のこと。

一般向けの説明では伝導電子と同じ意味に用いられ、金属内部には自由電子が存在し、電気伝導や熱伝導を担う、というように説明される。金属結合、バンド理論も参照。実際には通常の金属においても、伝導電子はごく弱くはあるが相互作用を受けており、自由電子として扱うのは一種の理想化である。

この自由電子をモデルとしたものを自由電子モデル（自由電子模型、Free electron model→自由電子近似）と言う。金属の伝導電子のモデルとして使用される。（←強く束縛を受ける伝導電子などには適用できない）また、電子同士の多体相互作用も無視している。

自由電子のバンド構造（E-k曲線）は、E(\mathbf{k})=({\hbar}^{2}k^{2}/2m)から放物線であり、フェルミ面の形状は球状となる。

フェルミ気体(模型)とも呼ばれる。低温で自由電子はフェルミ縮退の状態にあり、特有の性質を示す。
192 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:47 ID:T8PEob4Qvtxz: 電界 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E7%95%8C

電場（でんば）または電界（でんかい）（英語:Electric field）は、電荷に力を及ぼす空間の性質のひとつ。E の文字を使って表されることが多い。おもに理学系では「電場」、工学系では「電界」ということが多い。また、電束密度と明確に区別するために「電場の強さ」ともいう。時間によって変化しない電場を静電場（せいでんば）または静電界（せいでんかい）とよぶ。

速さ http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%80%9F%E3%81%95

速さ（はやさ）とは、計測できる動きの量のことであり、距離を移動する量と同じである。

速さと速度 [編集]速さは移動の方向を持たない、または問わないスカラー量でありその次元は距離を分子、時間を分母とする [距離] ÷ [時間] の分数で表される。同じ速さの量であっても方向を持つものはベクトル量の「速度」である。

一方、「速さ」と「速度」はともに同じ物理的な単位で計測されるものの、「速さ」は方向の要素を持たないもので、「速度」は方向の要素を持っている。従って「速さ」とは「速度」を表す事柄の中の「大きさ」の成分または構成要素である。

絶対値 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%B5%B6%E5%AF%BE%E5%80%A4

数学において、絶対値（ぜったいち、英語: absolute value）は数の「大きさ」の概念を与える規準の一つである。その数が 0 からどれだけ離れているかを知ることができる。
193 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:47 ID:T8PEob4Qvtxz: 体積 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%BD%93%E7%A9%8D

体積（たいせき）とは、ある物体が 3 次元の空間でどれだけの場所を占めるかを表す度合いである。和語では嵩（かさ）。

容積（ようせき、capacity）・容量（ようりょう）は、ある容器を考えた時、その中に入り得る量のことを指す。物理量としては体積と同じであり、容積の単位は体積と同じものが使用されている。

体積
volume
量記号 V
次元 L^{3}
種類スカラー
SI単位立方メートル (m^{3})
CGS単位立方センチメートル (cm^{3})
DKS単位リットル (L)
FPS単位立方フィート (ft^{3})
プランク単位プランク体積 (V_{P})
194 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:48 ID:T8PEob4Qvtxz: 数学的な定義 [編集]
数学的には、3 次元空間内の部分集合（つまり図形）の定義関数を積分して体積を定義する。つまりまず直方体の体積を定義し、一般の立体に対しては小さな直方体の集まりでその立体を近似した極限を以って体積を定義する。体積を 3 次元以上の空間に対して一般化した概念として測度がある。

1 次元の概念である線、あるいは 2 次元の概念である面に対しては体積を定義することができず、通常 0 として扱われる。

物理的な求め方 [編集]
現実の物体では、形を求めてそれを積分するという手法は使われない。

液体の体積は、メスシリンダー等の目盛りの付いた容器に入れて測定できる。固体の体積は、液体に沈めたときの液体の体積の増加として測定できる。

より精密には、容器にギリギリまで液体（通常は純水）を満たし、物体を沈めたときに溢れた液体の体積を測定する。これは古代ギリシャのアルキメデスが考案した方法だが、現在でも高精度の測定には最もよく使われる手段である。

なお、溢れた液体の体積は、質量（直接測定するのは重量だが）を密度で割って得る。このような、質量を密度で割る方法は、対象物の密度がわかっているときには体積を求める有用な方法であり、天文学でも積極的に利用される。
195 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:48 ID:T8PEob4Qvtxz: 体積の公式 [編集]

基本的な体積計算の公式をいくつか示す。（π は円周率）

立方体 - s^{3}（ s は一辺の長さ）
直方体 - lwh （奥行き l, 幅 w, 高さ h ）
円柱 - πr^{2}h（底円の半径 r, 高さ h ）
球 - 4πr^{3} / 3（球の半径 r ）
円錐 - πr^{2}h / 3（底円の半径 r, 高さ h ）
角柱 - Ah（底面の面積 A, 高さ h ）
回転体 - ∫A(h)dh （h は高さ方向の変数, h における断面積 A = A(h)）
平行六面体 - |\mathbf{A} ・ (\mathbf{B} × \mathbf{C})|（\mathbf{A}, \mathbf{B}, \mathbf{C} は平行六面体を張る独立な3次元ベクトル、"・" はドット積、"×" はクロス積）

体積の単位 [編集]
体積の単位にはSIでは m^{3}を使用する。

m^{3}（立方メートル。立米（りゅうべい）と言うこともある）
なおcm^{3}は立方センチメートル（cc と同義）であり、m^{3}（立方メートル）に補助単位を用いたものではない。また、1,000cm^{3} = L（リットル）をベースとした単位もよく用いられている。

cc (cubic centimeter) という単位も良く利用されるが、cm^{3}を英語読みした時の略称でmlと同じ量をあらわす。

尺貫法の体積の単位は石・斗・升・合である。
196 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:49 ID:T8PEob4Qvtxz: 半導体 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%8D%8A%E5%B0%8E%E4%BD%93

半導体（はんどうたい）とは、電気を良く通す良導体や電気を通さない絶縁体に対して、それらの中間的な性質を示す物質である[1]。

電気をどの程度通すかという電気伝導性を周囲の電場や温度によって敏感に変化させる性質は、今日の電子機械にとって重要であり、電子工学で使用されるICのような半導体素子はこの半導体の性質を利用している。

「半導体」という言葉は、元となった英語 "semiconductor" の "semi-" ＝「半分」と "conductor" ＝「導体」からの訳である。

金属、半導体、絶縁体におけるバンドギャップ（禁制帯幅）。
ある種の半導体では比較的容易に電子が伝導帯へと遷移することで電気伝導性を持つ伝導電子が生じる。金属ではエネルギーバンド内に空き準位があり、価電子がすぐ上の空き準位に移って伝導電子となるため、常に電気伝導性を示す。

物性 [編集]
バンド構造 [編集]

半導体のバンド構造。Eは電子の持つエネルギー、kは波数。Egがバンドギャップ。
半導体（や絶縁体）では、絶対零度で電子が入っている一番上のエネルギーバンドが電子で満たされており（充満帯）、その上に禁制帯を隔てて空帯がある（伝導帯）。
197 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:49 ID:T8PEob4Qvtxz: 電子機器で利用されている半導体の特徴は、熱や光、磁場、電圧、電流などの影響でその物性が顕著に変わることである。この特徴により、半導体の応用範囲は非常に多様なものとなっている。これらは適切な幅の禁制帯を持つバンド構造に由来し、電子が伝導電子になったり価電子になったりすることで、電気的・光学的・熱的などの面で性質が変化する。

より厳密には、半導体とは、価電子帯の部分の状態密度が完全に電子で詰まった充満帯となっており、一方、伝導帯は空（空帯）で、価電子帯と伝導帯の間にバンドギャップが存在する状態、またはその状態を示す物質である。同じようにバンドギャップが存在する絶縁体に比べて、半導体はバンドギャップがより狭いことでよく区別されるが、厳密には不純物によって電気伝導率を制御できるかどうかによって区別されるべきであり、例えば、ダイヤモンドは絶縁体として扱われることがあるが、ダイヤモンドは実験値で室温で約5.47 eVのバンドギャップを持つ半導体であり、ダイヤモンドや窒化アルミニウムはワイドバンドギャップ半導体と総称される。通常、半導体として扱われる物質のバンドギャップは、シリコンで約1.1 eV、ゲルマニウムで約0.67 eV、ヒ化ガリウム化合物半導体で約1.4 eV。発光ダイオードなどではもっと広いものも使われ、リン化ガリウムでは約2.3 eV、窒化ガリウムでは約3.4 eVである。現在では、ダイヤモンドで5.27 eV、窒化アルミニウムで5.9 eVの発光ダイオードが報告されている。

バンド理論の項も参照のこと。
198 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:50 ID:T8PEob4Qvtxz: キャリア [編集]
半導体中における電荷の移動の担い手である伝導電子と正孔は合わせてキャリア（carrier、担体）と呼ばれる。これら2種のキャリアは電圧を加えられることで互いに反対方向に移動し、継続的に流れれば電流となる[2]。

半導体において単に「電子」と言った場合は、伝導電子のみを指す[3]。伝導電子は自由電子とほぼ同じ意味である。

多数キャリア（majority carrier）とは、n型半導体中の電子、およびp型半導体中の正孔を指す。単に「キャリア」と言った場合は、通常は多数キャリアを指す。
少数キャリア（minority carrier）とは、n型半導体中の正孔、およびp型半導体中の電子を指す。

n型・p型 [編集]
多くの場合、半導体として機能させるには純粋な真性半導体のままでは電気伝導性が低いため、ドーパントと呼ばれる微量の添加物を混ぜて不純物半導体とする。このドープを厳密に調整して行なうことで電子や正孔であるキャリアの密度を上げ、電子部品用半導体として最適の特性を持つように製造される。p型とn型のいずれの半導体でも、必ず伝導電子と正孔を持っており、[4]ドープされた物質の電子軌道による差から、これらの存在量がどちらか一方に、多くの場合は数桁以上の比で偏っている。つまり、多数キャリアが電子か正孔のどちらであるかによって、n型とp型に区別される。
199 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:50 ID:T8PEob4Qvtxz: n型半導体 [編集]

n型半導体（negative semiconductor）とは、電圧がかけられると伝導電子や自由電子、ほとんど自由な電子とも呼ばれる電子の移動によって電荷が運ばれる半導体である。価数の多い元素をドーピングすることで作られる。例えばシリコンやゲルマニウム（4価の元素）の結晶に、ヒ素などの5価の原子を混ぜることでn型となる。

不純物の導入によって生成されたキャリアは、導入された不純物原子から受けるクーロン引力により束縛される。ただしその束縛は弱く、ゲルマニウムのn型半導体では、電子束縛エネルギー = -0.01 eV、ボーア半径 = 4.2 nm 程度であるため、結晶内の原子間距離 0.25 nm、室温での熱励起は約 0.025 eV 程度では単独原子の束縛を離れて結晶の原子同士間を自由に動き、これらの原子は互いの電子を共有する状態となる。バンド構造で言えば通常、ドーパント原子は禁制帯の上端付近にドナー準位を形成し、そこから熱エネルギーにて伝導帯へ励起される。フェルミ準位は禁制帯中のドナー準位に近い位置になる。

n型半導体
シリコン（Si）にリン（P）をドープした例である。5つの赤い丸がリン由来の価電子。1つだけ余った e- と書かれている電子が電荷の運び手となり結晶中を動く。
200 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:51 ID:T8PEob4Qvtxz: p型半導体 [編集]
p型半導体（positive semiconductor）とは、電圧がかけられると正孔の移動によって電荷が運ばれる半導体であり、正孔は正の電荷を運ぶキャリアであり、正電荷を持つ荷電粒子であるかのように振舞う。価数の少ない元素をドーピングすることで作られる。例えばシリコン（4価）の結晶にホウ素などの3価の原子を混ぜることでp型となる。

電子が伝導帯側に遷移して価電子帯側の電子が不足することで生じる電子軌道上の空隙が正孔となる。結晶の原子同士間の自由電子が隣の正孔に移動することで正孔の位置は自由に移動でき、電圧に応じて電子とは逆方向へ流れる。移動度は電子に比べて劣る。バンド構造で言えば、ドーパント原子は禁制帯の下端付近にアクセプター準位と呼ばれる空の準位を形成し、アクセプター準位へ価電子帯から熱エネルギーによって価電子が励起されることで、価電子帯に正孔が生じる。フェルミ準位は禁制帯中のアクセプター準位に近い位置になる。

p型半導体
シリコン（Si）にホウ素（B）をドープした例。
201 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:51 ID:T8PEob4Qvtxz: 真性半導体 [編集]真性半導体とは、不純物や格子欠陥を全く含まない半導体結晶であり、全温度領域においてキャリアは価電子の励起によってのみ供給される。フェルミ準位は禁制帯の中央に位置する。後述の温度の影響も参照。

キャリアの補償 [編集]
ドナーとドーパント（アクセプター）の両方が存在する場合、ドナー準位からアクセプター準位に電子が遷移する。このためドナー密度がアクセプター密度よりも大きい時は全体としてn型となり、逆の場合はp型となる。これをキャリアの補償（carrier compensation）と云う。

温度の影響 [編集]
半導体では通常、温度が上がると電気伝導性が増す。

室温では、キャリアが不純物原子から受ける束縛を離れて結晶中を動ける状態にある。言い方を変えれば、ドナーとアクセプターの原子は多くがイオン化しているが、温度が低下すると熱励起も弱くなり、不純物原子のクーロン引力による束縛の影響が相対的に大きくなる。キャリアが束縛を離れている温度の領域を飽和領域、あるいは出払い領域といい、キャリアが束縛を受ける温度領域を不純物領域という。また、温度を上昇させると価電子までもが熱励起され、キャリアの供給源となり、この温度領域を真性領域と呼ぶ。半導体素子として利用する場合は飽和領域が利用される。

逆バイアスされたPN接合などにおいて温度が上がりすぎると、キャリアの増加で電流が増加し、その抵抗発熱でさらに温度が上がる熱暴走が発生する。
202 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:52 ID:T8PEob4Qvtxz: 材料 [編集]
半導体となる材料には以下のものがある。

IV族半導体：Si、Geなど
化合物半導体
II-VI族半導体：ZnSe、CdS、ZnOなど
III-V族半導体：GaAs、InP、GaNなど
IV族化合物半導体：SiC、SiGeなど
I-III-VI族半導体：CuInSe2などカルコパイライト系半導体
有機半導体

応用例 [編集]
P 型半導体とN型半導体をPN接合したダイオードや、N型半導体をP型半導体で挟んだ、もしくはP型半導体をN型半導体で挟んだトランジスタなどに応用されている。太陽電池もPN接合を用いている。詳しくは半導体素子の項を参照のこと。

比喩表現 [編集]
半導体は産業のコメだと言われるほど非常に重要な分野である。

ムーアの法則の代表例として頻繁に用いられる。
203 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:53 ID:T8PEob4Qvtxz: 正孔　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%AD%A3%E5%AD%94

正孔（せいこう）は、ホール（Electron hole または単にhole）ともいい、物性物理学の用語。半導体（または絶縁体）において、（本来は電子で満たされているべき）価電子帯の電子が不足した状態を表す。たとえば光や熱などで価電子が伝導帯側に遷移することによって、価電子帯の電子が不足した状態ができる。この電子の不足によってできた孔（相対的に正の電荷を持っているように見える）が正孔（ホール）である。

半導体結晶中においては、周囲の価電子が次々と正孔に落ち込み別の場所に新たな正孔が生じる、という過程を順次繰り返すことで結晶内を動き回ることができ、あたかも「正の電荷をもった電子」のように振舞うとともに電気伝導性に寄与する。なお、周囲の価電子ではなく、伝導電子（自由電子）が正孔に落ち込む場合には、伝導電子と価電子の間のエネルギー準位の差に相当するエネルギーを熱や光として放出し、電流の担体（通常キャリアと呼ぶ）としての存在は消滅する。このことをキャリアの再結合と呼ぶ。
204 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:53 ID:T8PEob4Qvtxz: 正孔は、自由電子と同様に、電荷を運ぶ担体として振舞うことができる。正孔による電気伝導性をp型と言う。半導体にアクセプターをドーピングすると、価電子が熱エネルギーによってアクセプタ準位に遷移し、正孔の濃度が大きくなる。また伝導電子の濃度に対して正孔の濃度が優越する半導体をp型半導体と呼ぶ。

一般に正孔のドリフト移動度（あるいは単に移動度）は自由電子のそれより小さく、シリコン結晶中では電子のおよそ1/3になる。なお、これによって決まるドリフト速度は個々の電子や正孔の持つ速度ではなく、平均の速度であることに注意が必要である。

価電子帯の頂上ではE-k空間上で形状の異なる複数のバンドが縮退しており、それに対応して正孔のバンドも有効質量の異なる重い正孔(heavy hole)と軽い正孔(light hole)のバンドに分かれる。またシリコンなどスピン軌道相互作用が小さい元素においてはスピン軌道スプリットオフバンド（スピン分裂バンド）もエネルギー的に近く（Δ=44meV）、独立に議論するのがその分難しくなる。移動度を特に重視する用途の半導体素子においては、結晶に歪みを導入することで、価電子帯頂上の縮退を解くと共に、量子準位を入れ換えて軽い正孔を主に用い、フォノン散乱やキャリアの実効有効質量の削減を図ることがある。

なお、正孔の意味で言う「ホール」とは「穴(hole)」の意味であり、ホール効果(Hall effect)の「ホール」（人名に由来）とは異なる。
205 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:53 ID:T8PEob4Qvtxz: 電気伝導体　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E6%B0%97%E4%BC%9D%E5%B0%8E%E4%BD%93

電気伝導体（でんきでんどうたい）は移動可能な電荷を含み電気を通しやすい材料、すなわち電気伝導率（導電率）の高い材料である。良導体、単に導体とも呼ぶ。

電気伝導率は、物質によってとる値の範囲が広い物性値で、金属からセラミックまで20桁ほど幅がある。一般には伝導率がグラファイト（電気伝導率 10^{6}S/m）と同等以上のものが導体、10^{-6}S/m以下のものを不導体（絶縁体）、その中間の値をとるものを半導体と分類する。10^{6}S/mという電気伝導率は、1mm^{2}の断面積で1mの導体の抵抗が1Ωになる電気の通りやすさである。

銅やアルミニウムといった金属導体では、電子が移動可能な荷電粒子となっている（電流を参照）。移動可能な正の電荷としては、格子内の原子で電子が抜けている部分という形態（正孔）や電池の電解液などにイオンの形で存在する場合がある。不導体が電流を通さないのは移動可能な電荷が少ないためである。
206 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:54 ID:T8PEob4Qvtxz: 概要 [編集]
全ての電気伝導体は、その材料の2つの異なる場所に電位差（単位はボルト）を印加したときに移動する電荷を含んでいる。この電荷の流れが電流と称される（単位はアンペア）。多くの材料において、温度が一定でその材料の形状や状態が変化しない限り、直流電流の大きさは電圧と比例する（オームの法則）。

電気伝導体として最もよく使われる物質は金属である。銅は電気回路の配線によく使われている。銀は電気伝導体としては最も優れているが、高価であるため配線には使われない。腐食し難いことから、金は高品質な接触型端子などで使われている。金属以外にも電気伝導体は様々なものがある。例えば、グラファイト、塩の水溶液、あらゆる種類のプラズマ、導電性高分子材料などがある。

超伝導体以外の材料には電気抵抗があり、電流を流すと熱を発生する。従って電気伝導体として物質を使用する場合は、損傷を受けずに長持ちする温度や電流の量を考慮しなければならない。電荷が移動すると電気伝導体の周囲で電磁場が発生し、電気伝導体に放射状の力学的な力を及ぼす。この力に耐え、抵抗損失によって発生した熱を除去する限り、材質や体積（長さ×断面積）によらず電気伝導体に流せる電流の量に限界はない。これらが問題となるのはプリント基板の場合で、導体の配線が相対的に小さく密集していて何かで囲われていることが多いため、熱を適切に除去してやらないと配線が熱で溶けてしまうこともある。

熱伝導率と電気伝導率の傾向は一致していることが多い。実際、金属は熱伝導率も高く電気伝導率も高い。しかし中には電気伝導率は高いが熱伝導率が低い材料もある。
207 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:54 ID:T8PEob4Qvtxz: 電気伝導体として使われている材料 [編集]
金属で配線など電気伝導体としてよく使われている材料は、電気伝導率の高い銅である。銀はさらに伝導率が高いが、高価であるため多くの場合選択されない。しかし人工衛星などの特殊装置では使われており、また高周波における表皮効果による損失を低減させるために銀を薄くメッキして使うことがある。はんだ付けや固定が容易であるため、細い導線のほとんどが銅を使っている。

アルミニウムは安価であるため、屋内配線などによく使われてきた。単位質量当たりの電気伝導度は銅よりも優れている（密度が低いので太くしても重くならない）が、次のような技術的問題も抱えている。

表面が酸化して導電性を失う傾向があり、端子との接続部分で（たとえ高品質の保護ペーストを塗っていたとしても）熱を発生しやすい。
柔らかいため、端子との接続部分で熱を持つと変形しやすく、密着性が失われる傾向がある。
熱膨張率が端子の材料と異なるため変形の進行が促進されやすく、アルミ配線専用のプラグ、スイッチ、端子などを必要とする。
このような欠点が問題とならない用途ではアルミニウムが広く使われており、電柱の変圧器から各家庭までの電灯線などにも使われている。高圧の送電線でも、構造強化用の鋼線と組合わせてよく使われている。

アルミニウムの陽極酸化皮膜（アルマイト）は電気を通さない。電磁波などを防ぐためにアルミニウムの囲いをファラデーケージとして使う場合、この点を考慮する必要がある。
208 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:55 ID:T8PEob4Qvtxz: 導線の電流容量 [編集]
導線の電流容量 (ampacity) とは、その導線に通せる電流の限界であり、その導線の電気抵抗と関係がある。電気抵抗が低いほど多くの電流を流せる。導線の抵抗値は材料の種類と大きさで決まる。同じ材質なら、断面積が大きいほど抵抗が小さくなる。

裸の導線の場合、究極の限界はその材料が電気抵抗による発熱で融点に達するところである。電力ヒューズ以外の電気伝導体はこの限界よりも遥かに小さい電流しか通さないよう使われている。しかし多くの導線は絶縁のために被覆されている。例えば屋内の配線ではポリ塩化ビニルの被覆が使われているが、一般に60℃程度で使用することが決められている。したがって火事を防ぐには、被覆内の銅が60℃に達しない程度の電流しか流せない。他にももっと高価な絶縁体としてテフロンやガラス繊維などもあり、もっと高い温度まで耐えられる。

導線の寸法 [編集]
多くの国では導線のサイズは断面積を平方ミリメートルで表している。しかしアメリカ合衆国では、小さいものは「米国ワイヤゲージ規格」(en)、大きいものは「サーキュラーミル」(en) で表す。
209 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:55 ID:T8PEob4Qvtxz: 等方性 [編集]
材料に電場を印加したとき、その結果生じる電流が電場と同じ方向である場合、そのような材料を「等方性 (isotropic) 電気伝導体」と呼ぶ。また、電流が印加された電場と逆向きに生じる場合、その材料を「異方性 (anisotropic) 電気伝導体」と呼ぶ。
210 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:55 ID:T8PEob4Qvtxz: pn接合 http://ja.wikipedia.org/wiki/P-n%E6%8E%A5%E5%90%88

pn接合（ぴーえぬせつごう、pn junction）とは、半導体中でp型の領域とn型の領域が接している部分を言う。整流性、エレクトロルミネセンス、光起電力効果などの現象を示すほか、接合部には電子や正孔の不足する空乏層が発生する。これらの性質がダイオードやトランジスタを始めとする各種の半導体素子で様々な形で応用されている。またショットキー接合の示す整流性も、pn接合と原理的に良く似る。

概要 [編集]

1.p型とn型の半導体を接合すると、接合部付近では伝導電子と正孔（多数キャリア）が互いに拡散して結びつく拡散電流が生じる。
2.キャリアが打ち消し合った結果、接合部付近にキャリアの少ない領域（空乏層）が形成される。また、電子と正孔をそれぞれn型、p型領域へ引き戻そうとする内蔵電場が生まれる。内蔵電場の発生に伴い、内蔵電場に従ってキャリアが動くドリフト電流も発生する。
3.熱平衡状態においては、拡散電流とドリフト電流が釣り合い、フェルミ準位は一定となる。
空乏層においては、n型半導体側は本来存在する伝導電子が不足し、正に帯電する。p型半導体側は正孔が不足し、負に帯電する。このため空乏層は正に帯電した層と負に帯電した層が重なり合った電気二重層を形成する。pn接合の内蔵電場はこの電気二重層の発生に伴うものであり、それによって発生する静電ポテンシャルの差を拡散電位または内蔵電位と言う。例えばシリコン（禁制帯幅1.17eV）のpn接合の場合、内蔵電位は0.6～0.7V程度となる。

熱平衡状態は電気二重層による静電ポテンシャルと、電子の濃度差に伴う化学ポテンシャル（電子濃度のポテンシャル）が釣り合った状態と言うことができる。このため熱平衡状態においては、pn接合両端の電圧はゼロである。
211 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:56 ID:T8PEob4Qvtxz: pn接合の整流性 [編集]
pn接合は一方向にのみ電流を流しやすい性質があり、これを整流性という。pn接合ダイオードやトランジスタなど各種の半導体素子で利用される。

順方向バイアス時 [編集]
pn接合に順方向バイアス（p型側に正電圧）を印加すると、図のように空乏層の内蔵電位（拡散電位）が減少し、ポテンシャルの釣り合いが崩れて拡散電流が増加し、電流が流れる。電極からn型、p型それぞれの領域に注入された電子と正孔（多数キャリア）は接合領域にて再結合する。通常のシリコン・ダイオードの場合、接合面を通過してさらに10?100μm程度の領域まで（少数キャリアとして）注入される。

キャリアが禁制帯を超えて再結合する時、再結合エネルギーを熱や光として放出する。この現象を利用したのが発光ダイオードや半導体レーザである。逆にいえば順方向電流を流すにはこの分の電圧（禁制帯幅が2電子ボルト(eV)なら、最低2V）を外部から与えてやる必要があることになる。ダイオードを順方向バイアスで用いる場合は、ここから不純物準位等を介した遷移による電圧の低下分を差し引き、また電極でのショットキー障壁による電位差や素子各部での抵抗損失を加えた電圧を与える必要があり、これを順方向電圧降下（または順方向降下電圧）と呼ぶ。順方向電圧降下はシリコンダイオードの場合は0.6?0.7V程度、ショットキーバリアダイオードの場合で0.2Vである。発光ダイオードでは発光波長や出力によって異なり、1～5V程度になる。

逆方向バイアス時 [編集]
pn接合に逆方向バイアス（n型側に正電圧）を印加すると、n型、p型領域それぞれに於いて、多数キャリア（電子と正孔）が少数キャリア（正孔と電子）の注入によって減少する。これによって空乏層幅が増大すると共に内蔵電位が大きくなり、内蔵電位の増加分が外部からの印加電圧と釣り合った所で平衡に達し、電流が止まる。実際の素子では、逆バイアス状態でもドリフト電流によってわずかに逆方向電流が流れる。さらに逆方向バイアスを増してゆくと、ツエナー降伏やなだれ降伏を起こして急激に電流が流れるようになる。この時の電圧を（逆方向）降伏電圧と言う。
212 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:56 ID:T8PEob4Qvtxz: 電流-電圧特性 [編集]
降伏していない領域におけるpn接合ダイオードの電流と電圧の関係は、J_{o} を逆方向飽和電流、qを電気素量、Vを電圧、nを理想ダイオード因子、kをボルツマン定数、Tを温度として

J=J_{0}{e^{(qV/nkT)-1}}

のように表される。ここで n=1 としたものがpn接合の理想I-V特性である。

pn接合と発光・受光 [編集]
順バイアス時に於いて、pn接合領域でキャリアの再結合が発生する。この時、禁制帯幅が光子のエネルギーより大きければ、再結合に伴って光が放出される場合がある（発光再結合またはエレクトロルミネセンス）。これを応用した素子が発光ダイオードや半導体レーザである。

逆にpn接合領域に禁制帯幅よりも大きなエネルギーの光子などが入射すると、価電子帯から電子が励起されて伝導電子となり、内蔵電場に引かれてドリフト電流を増大させる、光起電力効果（内部光電効果）が発生する。これを応用した素子がフォトダイオードやフォトトランジスタ、太陽電池などである。

伝導帯の底と価電子帯の頂上の間を電子が一気に遷移する際に吸収・放出する光の波長との関係は、光子のエネルギーをE、プランク定数h、振動数ν、光速度c、波長λ、電荷素量e、禁制帯幅をE_{g}として

E=hv=h(c/λ)=E_{g}

の関係がある。たとえばキャリアが2.200eV（電子ボルト）のエネルギーを一気に越えて発光再結合した場合、おおよその発光波長は

λ=hc/E_{g}=(6.626*10^{-34}*3.000*10^{8})/(2.200*1.602*10^{-19})=5.64*10^{-7}m=564nm

の黄緑色と計算できる。実際には、禁制帯から離れた準位からの遷移や、禁制帯中の不純物準位などを介した遷移も起こるため、発光スペクトルは多少の幅を持つ。これを誘導放出によって1つの波長に揃えるのが半導体レーザである。

なお一般に、発光ダイオードなどに光を当てても、ごく僅かだが光起電力が発生する。逆に、一般的なフォトダイオードや太陽電池に電圧を印加しても、禁制帯幅が小さいために赤外域での発光になったり、熱になって殆ど発光しない場合が多い（素子を破壊する可能性が高いので、迂闊に試すのは避けるべきである）。
213 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:56 ID:T8PEob4Qvtxz: 主な応用 [編集]
整流性：各種ダイオード、トランジスタ
空乏層：電界効果型トランジスタ、可変容量ダイオード
発光（エレクトロルミネセンス、発光再結合）：発光ダイオード、半導体レーザ
受光（内部光電効果、光起電力効果）：フォトダイオード、フォトトランジスタ、太陽電池
214 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:56 ID:T8PEob4Qvtxz: ダイオード http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%80%E3%82%A4%E3%82%AA%E3%83%BC%E3%83%89

ダイオード（英語:Diode）は整流作用（電流を一定方向にしか流さない作用）を持つ電子素子である。最初のダイオードは2極真空管で、後に半導体素子である半導体ダイオードが開発された。今日では単にダイオードと言えば、通常、半導体ダイオードを指す。 1919年、イギリスの物理学者 William Henry Eccles がギリシア語の di = '2'と ode = '道' を合わせて造語した。

1・―▲
　　　／
　　　　＼
　　　　　・2

ダイオードの電子回路図上の表記
1：アノード
2：カソード

ダイオードの整流作用 [編集]
ダイオードは、アノード（陽極）およびカソード（陰極）の二つの端子を持ち（この用語は真空管から来ている）、電流を一方向にしか流さない。すなわち、アノードからカソードへは電流を流すが、カソードからアノードへはほとんど流さない。このような作用を整流作用という。真空管では、電極間に印加する電圧によって、カソードからの熱電子がアノードに到達するかが分かれることで整流作用が生じる。半導体ダイオードでは、p型とn型の半導体が接合されたPN接合や、半導体と金属が接合されたショットキー接合などが示す整流作用が用いられる。PN接合型ダイオードにおいては、p型側がアノード、n型側がカソードとなる。

ダイオードの基本動作 [編集]
ここでは半導体ダイオードの動作について、基本的なPN接合ダイオードを例に取って簡単にその特性を述べる。2極真空管については、真空管の項を参照されたい。
215 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:57 ID:T8PEob4Qvtxz: 基本構造と熱平衡状態 [編集]
半導体のpn接合とバンド構造の模式図PN接合ダイオードは、n型半導体とp型半導体が滑らかに繋がった（接合された）構造をしている。PN接合部ではお互いの電子と正孔が打ち消し合い、これら多数キャリアの不足した空乏層が形成される。この空乏層内は、n型側は正に帯電し、p型側は負に帯電している。このため内部に電界が発生し、空乏層の両端では電位差（拡散電位）が生じる。ただしそれと釣り合うように内部でキャリアが再結合しようとするので、この状態では両端の電圧は0である。

整流動作 [編集]

順方向バイアス [編集]
順方向バイアス時のpn接合ダイオードダイオードのアノード側に正電圧、カソード側に負電圧を印加することを順方向バイアスをかけると言う。これはn型半導体に電子、p型半導体に正孔を注入することになる。これら多数キャリアが過剰となるために空乏層は縮小・消滅し、キャリアは接合部付近で次々に結びついて消滅（再結合）する。全体でみると、これは電子がカソードからアノード側に流れる（＝電流がアノードからカソード側に流れる）ことになる。この領域では、電流はバイアス電圧の増加に伴って急激に増加する。また電子と正孔の再結合に伴い、これらの持っていたエネルギーが熱（や光）として放出される。また、順方向に電流を流すのに必要な電圧を順方向電圧降下と呼ぶ。
216 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:57 ID:T8PEob4Qvtxz: 逆方向バイアス [編集]
逆方向バイアス時のpn接合ダイオードアノード側に負電圧を印加することを逆方向バイアスをかけると言う。この場合、n型領域に正孔、p型領域に電子を注入することになるので、それぞれの領域において多数キャリアが不足する。すると接合部付近の空乏層がさらに大きくなり、内部の電界も強くなるため、拡散電位が大きくなる。この拡散電位が外部から印加された電圧を打ち消すように働くため、逆方向には電流が流れにくくなる。より詳しくは、PN接合の項を参照のこと。

実際の素子では、逆バイアス状態でもごくわずかに逆方向電流（漏れ電流、ドリフト電流）が流れる。さらに逆方向バイアスを増してゆくと、ツェナー降伏やなだれ降伏を起こして急激に電流が流れるようになる。この降伏現象が始まる電圧を（逆方向）降伏電圧または（逆方向）ブレークダウン電圧と言い、降伏によって急激に逆方向電流が増加している領域を降伏領域（ブレークダウン領域）と言う。ブレークダウン領域では電流の変化に比して電圧の変化が小さくなる。この領域で積極的に動作させることで定電圧源として利用するのがツェナーダイオードである。
217 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:58 ID:T8PEob4Qvtxz: ダイオードの種類 [編集]
PNダイオード (PN Diode)
半導体のPN接合の整流性を利用する、基本的な半導体ダイオードである。詳しくはPN接合の項を参照のこと。
ショットキーバリアダイオード (Schottky Barrier Diode)
金属と半導体とのショットキー接合の整流作用を利用している。順方向の電圧降下が低く、逆回復時間が短いため、超高速スイッチングや高周波の整流に適する。一般的に漏れ電流が多く、サージ耐力が低い。これらの欠点を改善した品種も製作されている。
詳細はショットキーバリアダイオードを参照。
定電圧ダイオード (Reference Diode)（ツェナーダイオード (Zener Diode))
逆方向電圧をかけた場合、ある電圧でツェナー降伏またはなだれ降伏が起き、電流にかかわらず一定の電圧が得られる性質を利用するもの。電圧の基準として用いられる。添加する不純物の種類・濃度により降伏電圧（破壊電圧）が決まる。なお、順方向特性は通常のダイオードとほぼ同等。
詳細はツェナーダイオードを参照。
定電流ダイオード（CRD, Current Regulative Diode)
順方向電圧をかけた場合、電圧にかかわらず、一定の電流が得られる様にしたもの。通常品は1mA～15mAの範囲の電流容量である。名称こそダイオードとなっているが、構造・動作原理ともむしろ接合型FETに似ており，逆方向の電流を制限する整流作用もない。
詳細は定電流ダイオードを参照。
トンネルダイオード (tunnel diode)、江崎ダイオード (Esaki diode)
量子トンネル効果により、順方向電圧をかけるほどに流れる電流量が少なくなる「負性抵抗」が現れる電圧領域を利用するもの。1957年に江崎玲於奈が発明した。不純物濃度を調整し、ツェナー破壊電圧を順方向バイアス電圧の領域にしたもの。
218 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:58 ID:T8PEob4Qvtxz: トリガ・ダイオード（ダイアック (DIAC)）、サージ保護用ダイオード）
2極（Diode）の交流（AC）スイッチということから名づけられた名称。米国GE社で開発され、交流電源から直接トリガパルスを得る回路や電子回路のサージ保護用に使用される。規定の電圧（ブレーク・オーバー電圧：VBO)を超える電圧がかかった場合に導通状態になり端子間の電圧を低下させる双方向素子である。基本構造はPNP（またはNPN）三層の対称構造を持ち、PN結合のアバランシェ効果と、トランジスタの電流利得作用による負性抵抗特性をもつ。なお、名称こそダイオードとなっているが、実際の構造・動作原理はサイリスタに分類される複雑なものになっている。
219 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:59 ID:T8PEob4Qvtxz: 可変容量ダイオード（バリキャップ (variable capacitance diode)、バラクタ (varactor diode)）
電圧を逆方向に掛けた場合にダイオードのPN接合の空乏層の厚みが変化することによる、静電容量（接合容量）の変化を利用した可変容量コンデンサ。機械的な部分がないため信頼性が高い。VCOや電圧可変フィルタに広く用いられており、テレビ受像器や携帯電話には欠かせない部品である。なお、日本ではバリキャップと呼ばれることが多いが、海外ではバラクタと呼ばれることが多い。
詳細は可変容量ダイオードを参照。

PINダイオード (p-intrinsic-n Diode)

PINダイオードPN間に電気抵抗の大きな半導体層をはさみ少数キャリア蓄積効果を大きくし逆回復時間を長くしたものである。順方向バイアス時に高周波交流を通過させる性質があることを利用し、空中線のバンド切り替えなど高周波スイッチングに用いられる。pn接合で順方向電圧から逆方向に電圧の極性が変化するとき、注入によってn領域に蓄積されるホールの一部がp領域に逆流して、ある時間（蓄積時間）だけ大きいパルス電流を流す。pn層に挟まれたi層が、この蓄積時間を短くするために働く。
レーザーダイオード (laser diode)
レーザー光線を発生させるもの。半導体レーザーとも呼ばれる。
フォトダイオード (photo diode)
PN接合に光が入射すると、P領域に正孔・N領域に電子が集まり電圧が生じる（光起電力効果）。その電圧または電流を測定し光センサとして利用するもの。PN・PIN・ショットキー・アバランシェ(APD)の種類がある。太陽電池も同じ効果を利用しているが、フォトダイオードは逆方向バイアスを印加して光電流を取り出している。
詳細はフォトダイオードを参照。
220 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 18:59 ID:T8PEob4Qvtxz: バリスタ（非直線性抵抗素子）
一定の電圧を超えた場合、電気抵抗が低くなりサージ電圧から回路を保護する双方向素子である。酸化亜鉛焼結体の粒界が持つ、非直線抵抗性を利用している。
詳細はバリスタを参照。
二極真空管
真空管の項参照。
ガス入り放電管整流器
針状電極と平板電極を向かい合わせた場合放電ギャップでは、針状電極を負極とした場合の方がより低い電圧で放電を開始する。と言う性質を利用した整流器。
点接触ダイオード
N型半導体の表面にタングステンなどの金属の針状電極を接触させたもの。その構造上、寄生容量が非常に小さいという特徴がある。ゲルマニウム・ダイオードやガン・ダイオードで用いられている。鉱石検波器も、点接触ダイオードの一種である。
221 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 19:00 ID:T8PEob4Qvtxz: 発光ダイオード (Light Emitting Diode. LED)
エレクトロルミネセンス効果により発光する。
詳細は発光ダイオードを参照。
ガン・ダイオード
マイクロ波（小電力）の発振器に用いられる。
詳細はガン・ダイオードを参照。
アヴァランシェ・ダイオード
詳細はアヴァランシェ・ダイオードおよびをアヴァランシェ・ブレークダウン参照。
ステップリカバリダイオード
PN接合に順方向バイアスを加えたときの少数キャリアの蓄積量が最大になるようにしたダイオード。少数キャリアの蓄積効果を積極的に利用するためのダイオードで、スナップダイオードとも呼ばれる。

材質による分類（古い順） [編集]

1.二極真空管
2.ゲルマニウム・ダイオード
3.セレン・ダイオード
4.シリコン・ダイオード
5.ガリウム砒素・ダイオード
222 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 19:00 ID:T8PEob4Qvtxz: ダイオードのモデル [編集]
ダイオードの順方向を正とする電圧 v とアノードからカソードへ流れる電流 i との間の静特性を表すモデルとしては、ショックレーのダイオード方程式 (diode equation) が有名である。これは指数関数から定数を引いた簡単な式として、

i=I_{S}(e^{v/(nvT)}-1)

と表されている。ただし、IS と n は個々のダイオードの種類でおよそ決まる正の定数である。モデル上 IS は逆方向バイアスをかけたとき逆方向電流の極限値に相当し、飽和電流 (saturation current) とよばれる。シリコン・ダイオードではこれは nA のオーダー、ショットキー・バリア・ダイオードではその数桁上であることが多い。 n はキャリアの再結合電流に対する補正値で通常 1~2 の範囲の値をもつ。また、vT は熱電圧 (thermal voltage) とよばれる絶対温度 T に比例する量で、電圧の次元を持ち常温 (300K) では 26 mV 程度である。これは基礎物理定数を用いて、

v_{T}=(k_{B}/q_{e})T

と簡明に表される。ただし、kB はボルツマン定数、qe は素電荷、T は絶対温度である。このモデルではなだれ降伏や内部直列抵抗、接合容量などが考慮されていないことに注意が必要である。よって逆方向バイアスでのブレークダウンは表されておらず、また大きな順方向バイアスを与える場合や電圧が時間的に素早く変動する場合をうまく表すことはできない。 SPICE のような回路シミュレータではこれらも考慮したより詳細なモデルが使われている。

IS の値は通常非常に小さなものであるため、実用上問題にならない場合は式の - 1 の項を除いて電圧?電流関係を単に指数関数とみなすことも多い。指数部分をスケールする熱電圧と n との積は数十 mV のオーダーであり、0.1 V の電位差であっても 2~4 桁程度の大きな電流の違いに相当する。よって、考えている電流の範囲においてダイオードが電流を流し出す電圧をおよそ定めることができ、これから、ある電圧を境に電流を流し出すとする区分線形的なモデルが用いられる場合もある。
223 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 19:00 ID:T8PEob4Qvtxz: 還流ダイオード [編集]
ダイオードの活用例として、インダクタンスを持つ回路に欠かせない還流ダイオード（かんりゅう - ）がある。インダクタンスを持つ回路の電流を遮断するとき、大きなサージ電流が発生する。これをほかの負荷に流さないよう、負荷に対して並列に、そして負荷の入出力方向とは逆を向くようにダイオードを接続し、サージ電流をダイオード側に逃がすようにしている。

また鉄道などにおいて、回生ブレーキで発生した電流がサイリスタなどのスイッチング素子に流れ込まないよう、やはり並列にダイオードを接続して利用するのが標準的である。ダイオードの向きはスイッチング素子の入出力方向とは逆にしないと意味がない。

サージ電流からの保護や回生電力からの保護を目的として、スイッチング素子とは逆向きに並列接続した還流ダイオードを1つの基板上に組み込んだものを逆導通素子と呼ぶ。例えば、サイリスタの基盤に還流ダイオードを組み込んだものは逆導通サイリスタである。

還流ダイオードはまた、閉回路を構成する上でも重要な役割を持つ。電機子チョッパ制御では瞬間的な電流遮断による電動機への負荷を軽減するために、リアクトルと電動機を挟んで出入り口のない閉じられた回路が構成されている。チョッパ装置がオン状態の時に充電していたリアクトルが、オフ状態の時は放電する特性を利用して、常に電動機に電流が流れるようにするために欠かせない回路である。このとき、他所から閉回路に電流が流れ込むのを防ぐとともに、放出された電流を導く目的で還流ダイオードが利用されるのである。

還流ダイオードはフリーホイール・ダイオードやフリーホイリング・ダイオードなどとも呼ばれる。フリーホイールとは、自転車の駆動輪（ホイール）のように、回転力を空転させる機構のことである。
224 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 19:01 ID:T8PEob4Qvtxz: トランジスタ http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%88%E3%83%A9%E3%83%B3%E3%82%B8%E3%82%B9%E3%82%BF

トランジスタ (transistor) は増幅、またはスイッチ動作をする半導体素子で、近代の電子工学における主力素子である。transfer（伝達）とresistor（抵抗）を組み合わせた造語である[1]。

俗称として「石」がある（真空管を「球」と呼んだことに呼応する）。たとえばトランジスタラジオなどでは、使用しているトランジスタの数を数えて、6石ラジオ（6つのトランジスタを使ったラジオ）のように言う場合がある。

デジタル回路ではトランジスタが電子的なスイッチとして使われ、半導体メモリ・マイクロプロセッサ・その他の論理回路で利用されている。ただ、ICの普及に伴い、単体のトランジスタがデジタル回路における論理素子として利用されることはほとんどなくなった。一方、アナログ回路中では、トランジスタは基本的に増幅器として使われている。

トランジスタは、ゲルマニウムまたはシリコンの結晶を利用して作られることが一般的である。そのほか、ヒ化ガリウム (GaAs) などの化合物を材料としたものは化合物半導体トランジスタと呼ばれ、特に超高周波用デバイスとして広く利用されている（衛星放送チューナーなど）。
225 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 19:01 ID:T8PEob4Qvtxz: 歴史 [編集]
1925年、ユダヤ人物理学者 Julius Edgar Lilienfeld が一種のトランジスタの特許をカナダで出願した。これは現在電界効果トランジスタ (FET) と呼ばれているものに近い[2]。Lilienfeldはこのデバイスについて研究論文などを公表した様子がない[要出典]。また、1934年にはドイツの発明家 Oskar Heil が同様のデバイスについて特許を取得している[3]。

1947年、アメリカのAT&Tベル研究所のジョン・バーディーンとウォルター・ブラッテンは、高純度の半導体結晶の表面における電子的性質の研究の過程で、ゲルマニウム結晶に、きわめて近づけて立てた2本の針の片方に電流を流すと、もう片方に大きな電流が流れるという現象を発見した。最初のトランジスタである点接触型トランジスタの発見である。固体物理学部門のリーダーだったウィリアム・ショックレーはその可能性に気づき、その後数か月間に半導体について大いに研究し、3人の連名で1948年6月30日にトランジスタの発明を発表した。その功績により、1956年にノーベル物理学賞を受賞した。"transistor" という用語はジョン・R・ピアースが考案した[4]。物理学者で歴史家の Robert Arns によれば、ベル研究所の特許に関する公式文書にショックレーらがLilienfeldの特許に基づいて動作するデバイスを作ったことが書かれているが、それについて後の論文や文書は全く言及していないという[5]。

この前年の1947年に、日本においてNHK技術研究所の内田秀男がすでにトランジスタに相当する増幅回路の発明を報告していたが、GHQの検閲を受け、発表が取り消された経緯があるとする説がある[6]。しかし、当時の日本では高純度のシリコンやゲルマニウムの結晶を入手できなかった以上、信憑性が低いとする説もある（99.999999999%（イレブンナインと呼ばれる）以上の非常に高純度のシリコンが現在では使われている）。背景についてはNHKスペシャル電子立国日本の自叙伝第2回「トランジスタの誕生」において、アメリカでトランジスタが開発されたと聞いた多くの技術者が追試を試みたが、その時ですら高純度の半導体が手に入らなかったと放送されている[7]。
226 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 19:02 ID:T8PEob4Qvtxz: 点接触型トランジスタは、その構造上、機械的に安定した動作が難しい。機械的に安定した、接合型トランジスタは、「3人」のうち最初の発見の場に立ち会うことができなかったショックレーが発明した。シリコンを使った最初のトランジスタは、1954年にテキサス・インスツルメンツが開発した[8]。これを成し遂げたのは、高純度の結晶成長の専門家 Gordon Teal で、彼は以前ベル研究所に勤務していた[9]。

日本では1954年頃に東京通信工業（現ソニー）で国産化され、翌1955年に同社から日本初のトランジスタラジオ「TR-55」が商品化された[10][11]。その後、大手電機メーカがトランジスタの生産に参入し始める、1958年あたりには主要な電機メーカーからトランジスタラジオが商品化される。なお、このとき東京通信工業の主任研究員であった江崎玲於奈はトランジスタの不良品解析の過程で、固体におけるトンネル効果を実証する現象を発見・それを応用したエサキダイオードを発明し、1973年にノーベル物理学賞を受賞している（この段落の内容に関する詳細はトランジスタラジオ#歴史を参照）。

世界初のMOSトランジスタは、1960年にベル研究所のKahngとAtallaが製造に成功した[12]。
227 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 19:02 ID:T8PEob4Qvtxz: 1960年代に入ると、生産歩留まりが上がってコストが下がり、また真空管でしか扱えなかったテレビやFM放送 (VHF) のような高い周波数でも使えるようになったため、各社から小型トランジスタラジオやトランジスタテレビが発表される。さらに高い電力やUHFでの使用が可能になる1970年までには、家庭用テレビやラジオから増幅素子としての真空管が姿を消す。

トランジスタはその後、集積回路が発明され、集積度を高めて、LSI（大規模集積回路）へと進化する。

動作の原理 [編集]

ここではNPN接合（端子は順にエミッタ、ベース、コレクタ）のバイポーラトランジスタ（後述）を例にとり説明する。

1.前提として、エミッタとコレクタはN型半導体 (N: negative) であるため電子が過剰にあり、ベースはP型半導体 (P: positive) であるため電子が不足（正孔を持つ）している。すなわち単体ではそれぞれをキャリアとして電流が流れる。またベースは幅を非常に薄くしてある（数μｍ程度）。（実際には、エミッタとベースとの接合面積も小さく、また、エミッタの不純物濃度はベースやコレクタと比べ高くしてある。）
2.まずエミッタ - コレクタ間に、エミッタ側を (-) として電圧をかける。このとき電流は流れない。
228 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 19:03 ID:T8PEob4Qvtxz: 1.エミッタの電子がコレクタ側 (+) に引き寄せられてベースに流れ込み、そこにある正孔と結合する。ベースの正孔は数に限りがあり、全てが電子と結合してしまうとベース内にキャリアが存在しなくなる。その結果電子の移動が停止する（エミッタ - コレクタ間には空乏層が形成されている）。
2.また、コレクタ内の電子も (+) 極に引き寄せられて移動するが、コレクタへは新たな電子の流入がないため、コレクタの電子が全て (+) 極の正孔と結合した時点で電子の移動が停止する。
3.ここで更にエミッタ - ベース間に、エミッタ側を (-)（pn接合に対する順方向）として電圧をかける。このときトランジスタ全体に電流が流れる。

1.ベースには新たに正孔が流入するため、エミッタに存在する電子がベースに向かい移動する。
2.移動した電子のうち一部はベース内の正孔と結合するが、ベースは非常に薄い層であるため、大部分の電子はコレクタに引き寄せられてベースを通過してしまう。
3.結果、電流がトランジスタ全体に流れ、エミッタ - コレクタ間の電流はエミッタ - ベース間の電流に従って変化することになる（増幅）。各部はそれぞれ「ベース電流を土台とし」「エミッタが放出した電子を」「コレクタが受け取る」という名前通りの働きをする。
1960年代までの初期に多用されたPNP型のトランジスタの場合では、電源の極性（電流の向き）を逆（エミッタを (+)、コレクタ・ベースを (-)）にして、電子と正孔を入れ替えれば、同様の働きを行う。
229 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 19:03 ID:T8PEob4Qvtxz: 増幅作用 [編集]
エミッタ - ベース間にわずかな電流を流すことで、エミッタ - コレクタ間にその何倍もの電流を流すことができる。
エミッタ - ベース間のわずかな電流変化が、エミッタ - コレクタ間電流に大きな変化となって現れる。
エミッタ - ベース間の電流を入力信号とし、エミッタ - コレクタ間の電流を出力信号とすることで、増幅作用が得られる。
コレクタ電流 (IC) がベース電流 (IB) の何倍になるかを示す値を直流電流増幅率と呼び hFE で表す。この値は数十から数百にまで及ぶ。h_{FE}=(I_{C}/I_{B}) である。
スイッチング作用 [編集]増幅時同様、エミッタ - ベース間の電流（ベース電流）によってエミッタ - コレクタ間のより大きな電流（コレクタ電流）を制御できる仕組みを利用する。
ベースに与える小さな信号によってより大きな電流を制御できるため、メカニカルなリレースイッチの代わりに利用されることもある。
電流の大小ではなくON / OFFだけが制御の対象であるため、一定の線形性が求められる一般的な増幅作用の場合とは異なり、コレクタ電流とベース電流との比が直流電流増幅率よりも小さくなる飽和領域も使われる。
230 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 19:04 ID:T8PEob4Qvtxz: トランジスタの種類 [編集]

バイポーラトランジスタ (Bipolar transistor)
P型とN型の半導体を接合したもので、エミッタ・ベース・コレクタと呼ばれる端子を持つ。一般に、ただ「トランジスタ」といえば、このタイプを指す。P型の両端をN型で挟んだNPN型、N型の両端をP型で挟んだPNP型があり、ベース - エミッタ間を流れる電流によって、コレクタ - エミッタ間の電流を制御する（右図の回路記号参照）。特性が等しいNPN型とPNP型の一組（例:2SC1815・2SA1015）をコンプリメンタリと呼ぶ。材料にゲルマニウムが使われていた1960年代の初期はPNP型がほとんどであったが（このため、真空管回路とは逆にプラス電位が接地されていた）、シリコンが使われるようになった1970年代以降は、真空管回路と同様にマイナス電位を接地するNPN型が主流になる。
詳細はバイポーラトランジスタを参照。
電界効果トランジスタ (FET, Field effect transistor) またはユニポーラトランジスタ (Unipolar transistor)
ゲートの電圧（チャネルの電界）によって制御する方式のトランジスタである。ゲート電極が半導体酸化物の絶縁膜を介しているものを特にMOS (Metal Oxide Semiconductor) FETという。
詳細は電界効果トランジスタを参照。
231 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 19:04 ID:T8PEob4Qvtxz: 絶縁ゲートバイポーラトランジスタ (IGBT, Insulated gate bipolar transistor)
ゲート部に電界効果トランジスタが組み込まれたバイポーラトランジスタである。電圧制御で大きな電力を取り扱えるので、大電力のスイッチング（たとえば電車のモーター制御など）に使用されている。
詳細は絶縁ゲートバイポーラトランジスタを参照。
トレンチMOS構造アシストバイポーラ動作FET (GTBT, Grounded-Trench-MOS Assisted Bipolar-mode Field Effect Transistor)
ビルトイン電位によるチャネルの空乏化と、キャリア注入による空乏層解消及び伝導度変調により、遮断状態はFETのように動作するにも関わらず、導通状態ではFETとバイポーラトランジスタの混成したような動作となるトランジスタである。
ユニジャンクショントランジスタ (UJT, Uni-junction transistor)
2つのベース端子を持つN型半導体とエミッタ端子を持つP型半導体とを接合したもので、サイリスタのトリガ素子として開発された。安定な高出力パルスが得られる。3つの電極を持つためトランジスタという名前があるが、本質的にはトランジスタとは無縁な、1つの接合しか持たない構造（単接合）の、ユニークな半導体素子である。
詳細はユニジャンクショントランジスタを参照。
プログラマブルUJT (PUT, Programmable Uni-junction transistor)
動作特性を可変としたUJT。UJT同様、サイリスタのトリガ素子として開発された。本質はトランジスタではなく、これ自体4つの接合をもつサイリスタである。
詳細はユニジャンクショントランジスタを参照。
フォトトランジスタ
光信号によって電流を制御するトランジスタである。パッケージには、光を透過する樹脂またはガラスが用いられ、一般的にはベース端子の無い二端子素子の形状となっている。主に光センサとして用いられる。同一パッケージ中に発光素子と組み合わせて封止したフォトカプラは、電源系統の違う回路間で絶縁を保ったまま信号伝達するのに用いられる。
232 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 19:05 ID:T8PEob4Qvtxz: 静電誘導型トランジスタ (SIT, Static induction transistor)
静電誘導効果を利用したもので、チャネル抵抗を極限まで減少させるためチャネルを短くし、チャネル電流が飽和しないようにしたものである。高速動作・低損失で、信号波形の忠実な増幅が可能である。
ダーリントントランジスタ
バイポーラトランジスタの一種。電流増幅率を大きくするためにトランジスタの出力を別のトランジスタの入力とする接続法をダーリントン接続というが、1つのパッケージ内でこの接続を行い、外観としては一般のトランジスタと同様なものをダーリントントランジスタと呼ぶことがある。
詳細はダーリントントランジスタを参照。
パワーバイポーラトランジスタ (Power bipolar transistor)
電動機の制御など、特に大きな電力（kWオーダ）を取り扱うために開発されたバイポーラトランジスタのこと。単にパワートランジスタとも呼ばれ、PTr (Power Transistor) と略される。電気鉄道のインバータ装置やチョッパ装置のスイッチング素子として利用された実績もあるが、鉄道用インバータ装置として使うには耐電圧性能が足りないため降圧処置が必要であり、コスト面で不利であったため普及しなかった。バイポーラトランジスタは電流制御型（ベース端子に流す小さな電流でコレクタ - エミッタ間の大きな電流を制御する）なので、取り扱う電流が大きくなれば駆動回路も大規模になる。特にスイッチング用途においては、2000年代に入り、特性がよく電圧駆動型のパワーMOSFETや絶縁ゲートバイポーラトランジスタ (IGBT) に置き換えられつつある。
233 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 19:06 ID:T8PEob4Qvtxz: 形名（型番） [編集]
日本における半導体素子の形名（型番）は、JEITA（社団法人電子情報技術産業協会）の規格ED-4001A「個別半導体デバイスの形名」（1993年制定、2005年改正）に基づいて、形名と規格がJEITAに登録されている。それ以前はJIS C 7012:1982（1993年廃止）で以下のようにルール付けられていた。（ED-4001Aとは細部において相違がある）

2SAxxx PNP型バイポーラトランジスタ高周波用
2SBxxx PNP型バイポーラトランジスタ低周波用
2SCxxx NPN型バイポーラトランジスタ高周波用
2SDxxx NPN型バイポーラトランジスタ低周波用
2SFxxx サイリスタ
2SHxxx ユニジャンクショントランジスタ
2SJxxx Pch 電界効果型トランジスタ
2SKxxx Nch 電界効果型トランジスタ
（xxxは11から始まる番号）

バイポーラトランジスタと電界効果型トランジスタの大半は、このルールに基づいて命名されている。当該JIS規格はすでに廃止されているが、今日でも通称としてJIS形名またはEIAJ（JEITAの前身組織の日本電子機械工業会の略称）形名と呼ばれる。

ここで、高周波用と低周波用を区別する基準は特に定められておらず、メーカーの任意である。
234 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 19:06 ID:T8PEob4Qvtxz: 添え字 [編集]
改良型は番号の後にA,B……を付けて示す。

付帯形名 [編集]
同じ型番でも直流電流増幅率 (h_{FE}) や信頼性などで選別を行い、型番の末尾に、ハイフン (-) とそれらを識別する文字（付帯形名）が付けられていることがある。

例えば東芝の2SC1815という製品の場合、色名に由来する略記号を使って次のように示される。

2SC1815-O: h_{FE} = 70 - 140 通称「オレンジ」
2SC1815-Y: h_{FE} = 120 - 240 通称「イエロー」
2SC1815-GR: h_{FE} = 200 - 400 通称「グリーン」
2SC1815-BL: h_{FE} = 350 - 700 通称「ブルー」

（色名は、金属パッケージ時代のカラーマークに由来している。メーカー共通のものではなく、品種によっても異なる）

関連項目 [編集]

TTL - バイポーラトランジスタを利用した論理回路の構成方式。最初に普及したロジックICで、他の回路構成のロジックICでもその型番を踏襲したものが多い。
CMOS - P型、N型MOSFETを相補的に利用した論理回路構成方式。集積度が高く低消費電力なので、ロジックIC、LSIとして幅広く利用されている。
FET
集積回路-増幅回路-論理回路
ムーアの法則
ポンパ：日立製作所が発売したトランジスタを使用したカラーテレビ
トランジスターグラマー
235 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 19:07 ID:T8PEob4Qvtxz: バイポーラトランジスタ http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%90%E3%82%A4%E3%83%9D%E3%83%BC%E3%83%A9%E3%83%88%E3%83%A9%E3%83%B3%E3%82%B8%E3%82%B9%E3%82%BF

バイポーラトランジスタ（英: Bipolar transistor）、またはバイポーラジャンクショントランジスタ（英: Bipolar junction transistor; BJT）は、トランジスタの一種である。N型とP型の半導体がP-N-PまたはN-P-Nの接合構造を持つ3端子の半導体で、電流増幅・スイッチング機能を持つ。電界効果トランジスタなどのユニポーラトランジスタと異なり、キャリアを2種類もつためバイポーラと呼ばれる。最初に広く使われたトランジスタがバイポーラトランジスタであったため、単にトランジスタと言えば、バイポーラトランジスタを指すことが多い。

特徴 [編集]
小さなベース電流に対して、その数十から数百倍のコレクタ電流が流れる。この性質を用いて増幅作用を行う。コレクタ電流はコレクタ電圧が変動してもほぼ一定に保たれる（定電流特性）。ベース-エミッタ間はダイオードと同じ構造であるため、ベース電流を流すためには、ベース電圧をエミッタ電圧より0.6 - 0.7ボルト（NPN型シリコントランジスタの場合）高く保つ必要がある。この電圧差をスイッチング動作に利用することも多い。

電界効果トランジスタ (FET) と比べると、一般に増幅率が大きい。しかし動作はすべて電流モード（入力電流に対して出力電流を得る）であるため、全体として動作時に消費する電力量が大きくなる。このため、大電力を扱う際には、電圧モード（入力電圧に対して出力電流もしくは出力電圧を得る）の電界効果型デバイス（真空管やFETなど）に比べると不利である。微小信号の増幅についても、トランジスタを動作させるだけの電流が得られなければ増幅機能は果たせないということになる。
236 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 19:07 ID:T8PEob4Qvtxz: スイッチング素子としては、ダイオード接合に電流を流す構造特有の少数キャリア蓄積効果のため、本質的に動作速度の限界があるが、スイッチのON/OFF制御信号として電流さえ流せれば電圧は接合部飽和電圧（一般的なシリコントランジスタで上記0.6 - 0.7V）しか必要としないため、電圧に制約のある用途では扱いやすいと言える。

極端な大電力や高周波などを除けば、高い増幅率や優れた量産適性で非常に廉価に入手できることから、民生・産業・航空宇宙・防衛の全ての分野で幅広く利用されている電子デバイスである。
237 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 19:07 ID:T8PEob4Qvtxz: 種類 [編集]
PNPとNPN [編集]

　　　　E
　　　　｜
　　　　/
B 　｜▲
――｜
　　　＼
　　　　｜
　　　　C

PNPトランジスタ

　　　　E
　　　｜
　　｜/
B ―｜
　　　 ▲
　　　　｜
　　　　C

NPNトランジスタ

3つある端子はそれぞれエミッタ (E) ・ベース (B) ・コレクタ (C) と呼ばれる。PNPまたはNPNの3層構造の中央がベースである。E,B,C端子は真空管のカソード・グリッド・プレート、電界効果トランジスタ (FET) のソース・ゲート・ドレインに対応している。

実際の素子の端子は、日本製の一般的な汎用トランジスタでは、端子を下に向けて正面（よく使われていたTO-92パッケージでは品番などが書かれている平面の側）から見て左からE・C・Bとなっているものが多いが、これとは全く異なる端子配列の品種も数多くあるため、使用に当たってデータシートなどで確認する必要がある。

それぞれの極に使われている半導体の特性から、他のトランジスタ同様 NPN と PNP で分けることができる。NPN型とはN型半導体-P型半導体-N型半導体の順に、PNP型とはP型半導体-N型半導体-P型半導体の順に接合（PN接合）したものである。原理図的には対称形であるが、実際にはエミッタ側の半導体の不純物濃度を高くしなければ正常な動作ができない。実際のトランジスタのエミッタとコレクタを逆に接続すると、一応は増幅作用を見せるものの一般にトランジスタに期待されるような動作はせず、また破壊の要因になりうるとメーカーが注意している例[1]もある。
238 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 19:08 ID:T8PEob4Qvtxz: ゲルマニウムを用いた初期（1970年代まで）のトランジスタは、製造が簡単であることから、PNPトランジスタが多く作られた。シリコントランジスタが主流になってからは、一般的に動作が高速で、増幅率、耐電力などの特性に優れたNPNトランジスタが用いられることが多い。

真空管と異なる、トランジスタに特徴的なものに、コンプリメンタリ・ペアがある。コンプリメンタリ（相補的）・ペアとは、それぞれで極性が反転している他は特性の似たNPNとPNPのトランジスタの組のことで（原理的に、キャリアが電子と正孔とで異なる以上、完全に等しい（完全に対称的な）ものは作れない）、たとえば2SC1815と2SA1015というペアがあった。コンプリメンタリ・ペアを利用する回路としてプッシュプル増幅回路の一種のSEPP回路が挙げられる。コンプリメンタリ・ペアとして対応するトランジスタが、全てのトランジスタにあるわけではない。コンプリメンタリ・ペアが存在する場合は、その型番がデータシートに記載されている。
239 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 19:10 ID:T8PEob4Qvtxz: 製法による分類 [編集]
物理構造や製造手法により、点接触型、合金型、成長型、メサ型、プレーナー型などに分類される。点接触型以外は接合型である。現在ではプレーナー型トランジスタが主流である。点接触型はトランジスタの発明当初のみ利用された形式である[1]。

形名（型番）の命名規則 [編集]
トランジスタ#形名（型番）を参照。

定格 [編集]電気的特性・条件を示す項目として、次のような項目が主に用いられる。

h_{FE}（直流電流増幅率）
エミッタ接地増幅回路におけるベース電流に対するコレクタ電流の比率。一般にコレクタ電流がある値で最大となり、それ以上のコレクタ電流では低下する。また、周囲温度が上がると上昇する。同じ型番でも個々の製品ごとの差が大きいため、増幅率の値を示すランクが付けられていることが多い。一般的には50 - 200程度。ゲルマニウムトランジスタでは漏れ電流が大きく、直流での正確な増幅率を測定することが困難なため、交流信号に対する増幅率h_{fe}で表記されることがある。増幅回路における電圧増幅度は負荷抵抗によって決まるため、h_{FE}の大きなトランジスタを用いれば増幅度が大きくなるとは限らない。ただし、h_{FE}の大きなトランジスタを小電流で動作させると高い入力インピーダンスが得られ、雑音も少なくなるため、オーディオ用アンプなどではh_{FE}が高く低雑音のトランジスタが多用される。
240 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 19:10 ID:T8PEob4Qvtxz: V_{BE}（ベース-エミッタ間電圧）
冒頭の説明にもあるように、ベース-エミッタ間のダイオード接合に発生する電圧。通常、シリコントランジスタでは0.6V前後である。V_{BE}はコレクタ電流が増加すると少しずつ上昇し、周囲温度が上がると下降する。ただし、コレクタ電流が増加するとトランジスタは発熱するため、結果的にはコレクタ電流が増加するとV_{BE}は下降していく。このことは、回路の設計によっては熱暴走の原因になる。
f_{T}（遮断周波数、トランジション周波数）
増幅率が1になる周波数。使用する周波数に対して十分に余裕を見て選定する。あるコレクタ電流で最高となる。
また、電気的条件の許容値（最大定格）が定められており、これを超える条件で使用してはならない。最大定格として主に次のような項目がある。
241 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 19:10 ID:T8PEob4Qvtxz: V_{CEO}（最大コレクタ電圧）
ベースを開放した場合に、エミッタとコレクタ間に加えられる最大の電圧。これを超えると接合部がなだれ降伏を起こし破壊される。使用できる電源電圧の基準にすることが多い。エミッタを開放した場合にベースに加えられる最大電圧はVCBOと表記され、VCEOより若干大きな値となる。
I_{C}（最大コレクタ電流）
コレクタに連続的に流すことができる電流、もしくは実用に耐えうる増幅率が得られる最大のコレクタ電流。
P_{C}（最大コレクタ損失）
トランジスタ内部で許容される最大の電力損失。周囲温度は25℃を基準としているため、それより高温の場合は値が低下する。中・大型の品種は、規定の放熱器を取り付けた場合の値で示されており、それより小さな放熱器を用いる場合には値が低下する。最大コレクタ電圧と最大コレクタ電流を同時に加えると最大コレクタ損失を大きく超えるので注意を要する。
バイポーラトランジスタは非常に種類が多い（約10,000種類）が、古い製品の多くが生産終了となっており、さらに個人が使う場合は一般に出回っているトランジスタが全体のごく一部の種類だけであることもあって、必要な型番の製品が入手できないことがある。その場合は、定格値が近い製品を代替品として用いれば事が足りることが多い。代替品種を示した専用の規格表もある。
242 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 19:11 ID:T8PEob4Qvtxz: ダーリントン接続 [編集]

2個のトランジスタを、コレクタを並列に接続、第1トランジスタのエミッタを第2トランジスタのベースに接続して、1個のトランジスタと同じように扱う方式をダーリントン接続 (Darlington transistor)という。全体のhFEはそれぞれのトランジスタのh_{FE}の積となる。つまり、小さなベース電流で非常に大きなコレクタ電流を制御することが可能となる。2つのトランジスタの品種は同じである必要はない。

トランジスタが発明された初期の頃は、PNP型の大型トランジスタを作ることが困難であったため、PNPの小型トランジスタとNPNの大型トランジスタをダーリントン接続として、全体としてPNP型と同じ動作をさせることが行われた。PNP型の大型トランジスタが出現してからは、個別部品でこのような接続をする必要は無くなったが、集積回路の内部では増幅率の大きなPNP型トランジスタを作ることが困難であるため、この方式が用いられている。また、一般にパワートランジスタは小信号用トランジスタと比べ増幅率が低いため、高い増幅率が必要で大電力を扱わなければならない場合はダーリントン接続が使われる。

ダーリントン接続したトランジスタを1個のパッケージに収めた品種もある。型番の命名規則は単体のトランジスタと全く同じであるため、ダーリントン接続であるかは規格表やデータシートを見なければ分からない。

通常、単にダーリントン接続といった場合、いずれのトランジスタにも同じ接合タイプ(NPN、PNP)のトランジスタを使ったものを指し、この接続方法では全体でのVBEは2つのトランジスタのVBEの和になる。
243 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 19:11 ID:T8PEob4Qvtxz: 一方、先述の大型PNP代用ダーリントントランジスタの例のように、NPNとPNPの両方のトランジスタを使ったものはインバーテッドダーリントン接続 (Sziklai pair)という。この場合は第1トランジスタのコレクタを第2トランジスタのベースに接続する。第1トランジスタのエミッタと第2トランジスタのコレクタを並列接続とし、全体ではエミッタとする。第2トランジスタのエミッタは、全体ではコレクタとなる。全体での接合タイプは第1トランジスタの接合タイプと同じになり、ベース-エミッタ間電圧も第1トランジスタのベース-エミッタ間電圧のみになる。hFEは通常のダーリントン接続と同様に増加する。ただし、全体のコレクタ-エミッタ間電圧に第2トランジスタのベース-エミッタ間電圧が含まれるため、スイッチング用として動作させると損失が増加する欠点がある。

このほか、ダーリントン接続なしで極めて高いh_{FE}を持つトランジスタもあり、スーパーベータトランジスタと呼ばれる。スーパーベータトランジスタのh_{FE}は1000～3000以上と非常に高い。ただし、スーパーベータトランジスタはほとんど全て小信号用NPN型であり、最大コレクタ電圧が低いという欠点がある。
244 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 19:11 ID:T8PEob4Qvtxz: 使用上の注意 [編集]
中・大型のトランジスタで金属製のパッケージに収められている品種は、電極端子以外の金属部分は原則としてコレクタ（一部の高周波電力増幅用はエミッタ）に接続されている。そのため、放熱器・放熱板を取り付ける場合には、それらとの絶縁を必要とする場合がある。

応用 [編集]
エミッタ接地回路、ベース接地回路、コレクタ接地回路など、用途に応じて使い分けられる。通常、電圧増幅率、電流増幅率ともによいエミッタ接地回路が用いられる。詳しくは増幅回路の項目参照。

発振回路においては、接続方法によりいくつかの種類がある。
245 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 19:12 ID:T8PEob4Qvtxz: 電界質 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E8%A7%A3%E8%B3%AA

電解質（でんかいしつ、electrolyte）とは溶媒中に溶解した際に、陽イオンと陰イオンに電離する物質のことである。これに対し、溶媒中に溶解しても電離しない物質を非電解質という。

一般に電解液は電気分解が起こる以上の電圧をかければ電気伝導性を示すが、電解液でないものは電気抵抗が大きい。また、ほとんど溶媒中に溶解しないものは電解質にも非電解質にも含まれない。溶融した電解質や固体の電解質というものも存在する。
つまり、物質を水に溶かしたとき、イオンになるものとならないものがあり、電気を通す物質はイオンになるものである。これを電解質という。

電解質溶液は十分に高い電圧（一般に数ボルト程度）をかけると電気分解することが可能である。「電解質」という名称はこのことから付けられた。電気分解を起こすことのできる理論分解電圧V'はギブス自由エネルギー変化と以下の関係にある。実際には過電圧のため理論分解電圧より高い電圧を必要とする[1]。

ΔG = nFV'
246 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 19:12 ID:T8PEob4Qvtxz: 放電 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%94%BE%E9%9B%BB#.E6.B0.97.E4.BD.93.E3.81.AE.E9.9B.BB.E9.9B.A2.E3.81.A8.E3.82.A8.E3.83.8D.E3.83.AB.E3.82.AE.E3.83.BC.E3.81.AE.E6.8E.88.E5.8F.97

放電（ほうでん）は電極間にかかる電位差によって、電極間に存在する気体に絶縁破壊が生じ電子が放出され、電流が流れる現象である。形態により、雷のような火花放電、コロナ放電、グロー放電、アーク放電に分類される。

または、コンデンサや電池において、蓄積された電荷を失う現象である。この現象の対義語は充電。

典型的な放電は気体中のもので、低圧の気体中ではより低い電位差で起こる。電流を伝えるものは、電極から供給される電子、空気中にある宇宙線などにより電離されていたイオン、電界中で加速された電子が気体分子に衝突して新たに電離されてできた気体イオンである。
247 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 19:14 ID:T8PEob4Qvtxz: 非自続放電 [編集]
暗流（暗電流） [編集]
大気中で対向する電極に電圧を印加すると、電極間に形成される電界による、電極からの電子放出やイオン生成が行われない状態であっても、宇宙線や自然放射能由来の放射線などによる気体分子の電離によるきわめて微弱な電流が流れる。これを暗流と呼ぶ。なお、大気中において通常自然に発生する荷電粒子の数は10-20個/cm^{3}・s程度で、通常大気中ではこの電離により1000-2000対/cm^{3}程度の正負イオン対が存在する。電極に印加する電圧を上昇させるとともに順次これらの荷電粒子が電極に捕捉されるようになる。一定の電圧をこえると電極間に発生する全ての荷電粒子が電極に捕えられ、電極に印加する電圧に関わらず一定の電流が流れるようになる。この時の電流の値は、10^{-17}A/cm^{2}程度である。

自続放電 [編集]
火花放電 [編集]
火花放電（フラッシオーバ、絶縁破壊あるいは全路破壊）は、電圧がある限界をこえると、電極間に火花が観察される現象で、不連続な過渡的現象の場合を指す。

電極間に印加する電圧を上げると、電極間に存在する気体分子が高電圧によって加速された電子と衝突して電離し（α作用と呼ぶ）、また、電離によって生成された正イオンが負極に衝突する際に起こる二次電子放出により負極より電子が電極間の空間に供給される（γ作用と呼ぶ）ようになる。これらの二つの作用により生成される荷電粒子の量が、両電極あるいは周囲の空間へと失われる量よりも多いと、電極間に流れる荷電粒子の量はなだれ的に増加し、電極間には大電流が流れるようになることで起こる。

火花放電が継続的に流れるとグロー放電あるいはアーク放電となる。放電路の発光は放電ギャップ全長で認められる。雷は帯電した積乱雲内あるいは大地間に発生する大規模な火花放電である。通常、気体あるいは沿面放電の場合をフラッシオーバ、液体、固体、真空の場合を絶縁破壊の語を用いる。
248 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 19:15 ID:T8PEob4Qvtxz: コロナ放電（局部破壊放電） [編集]
コロナ放電（英語：Corona discharge）は尖った電極（針電極）の周りに不均一な電界が生じることにより起こる持続的な放電の総称。この際、針電極周辺に認められる発光部をコロナと呼ぶ。名称は放電で生じる発光が太陽のコロナと似ていることによる。コロナ放電によって流れる電流は小さく、数μA程度である。気体中にイオンを増加させることができるので集塵機などに応用されている。放電路の発光は電界の集中する針電極周囲に限定して認められる。火花放電においても、主放電路形成に先だって認められる。また、送電線においても雨天時などにしばしば発生する。

コロナの状態は針電極の極性と電極間にかける電位差により状態が変化する。特に正極側の針電極に発生するものを正針コロナ（正極性コロナあるいは正性コロナ）、負極の物を負針コロナ（負極性コロナあるいは負性コロナ）と呼ぶ。

針対平板ギャップにおけるコロナ放電の状態は次の通り。正針コロナ（針電極を陽極とした場合のコロナ）は電極間に架かる電圧の上昇とともに電極端部に密着したグローコロナ（膜状コロナとも）から音（コロナ音）を伴うブラシ状を経て払子状となり、全路破壊に至る。グローコロナが間欠的なものから持続的なものに変化する過程で短い（1mm程度）ストリーマ状（繊維状）の放電を伴う。払子コロナ（ストリーマコロナ）はストリーマが多数集まって成長したものである。払子コロナが対向平板電極に達すると全路破壊となり火花放電を生じる。ブラシコロナはギャップ長が短い（15cm以下）場合形成されず払子コロナに移行する。
249 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 19:15 ID:T8PEob4Qvtxz: 負針コロナは正針コロナに比べ低い電圧で形成される。ストリーマを伴うグローコロナが形成されるが、正針コロナと異なり大きく成長する事はなく、グローコロナのまま全路破壊に至る。全路破壊に至る電圧は、ギャップ長が長い（3cm以上）場合正針コロナの場合よりも高くなる。

針対針ギャップの場合、払子コロナの形成は認められず、グローコロナとブラシコロナが認められる。大気中でギャップ長が10cm以下の場合、ブラシコロナの形成も無く全路破壊に至る。

高周波（10MHz以上）による放電の場合、電極間容量の充放電のため、全路破壊に至ること無く電極間に大きな電流（直流のコロナ放電の場合の100～1,000倍程度）が流れる。このため、コロナ部分の電子・イオン密度が非常に高く、温度も数千℃に達し、コロナの形状も大きく火炎状になる。これを火炎コロナと呼ぶ。
250 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 19:16 ID:T8PEob4Qvtxz: コロナ放電の利用
コロナ放電は現在、様々な分野に用いられている。原始的な利用法としては、発光そのものを利用したネオン灯が挙げられる。これは、気圧を低くしたガラス管内でコロナ放電を起こすと、気体の種類によって異なる色の光が発生することを利用したものである。また、発光そのものではなくむしろ放電を利用したものとして、自動車エンジンがある。これは一時的な放電を着火に利用してるものである。モールス信号にも、コロナ放電が利用されている。金属線のループの中にコロナ放電を起こすのであるが、放電時間を変えることで、受信側のループの放電時間も変えることができ、通信となるのである。

グロー放電 [編集]
グロー放電（英語：Electric glow discharge）は低圧の気体中の持続的な放電現象である。電極間空間への荷電粒子供給が、正イオンの負極への衝突の際に起こる二次電子放出（γ作用）と負極・正極間を移動する電子による気体分子の電離（α作用）によるものである。電流が増加するとアーク放電に遷移する。放電管に封入されたガスの種類によって、いろいろな色に発光する。

放電の構造は気体の種類、圧力、放電管の形状などにより変化する。陰極側から並べて、陰極降下部（アストン暗部、陰極グロー（陰極層）、クルックス暗部（陰極暗部）からなる。陰極グローが複数層認められる場合もある）、負グロー、ファラデー暗部、陽光柱、陽極グロー、陽極暗部などの構造が認められる。
251 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 19:16 ID:T8PEob4Qvtxz: アーク放電 [編集]
詳細は「電弧」を参照

アーク放電は電極からの電子の放出が前述のγ作用以外のものが主となる放電の形態で、放電の最終形態となっている。照明ランプや、アーク溶接に利用され、たとえば、蛍光灯においては、低気圧水銀蒸気中における熱陰極アークが利用されている。

アーク放電は負極からの電子放出の形態により、負極の加熱により起こる熱電子放出による熱陰極アークと、負極表面に存在する非常に強い電界により直接電子が放出され（電界放出あるいは冷電子放出と呼ぶ）る冷陰極アーク（電界アークとも呼ばれる）に分れ、負極が炭素・タングステンなどの高沸点材の場合は熱陰極アーク、鉄・銅・水銀などの低沸点材の場合は冷陰極アークになるとされるが、不明な点も多い。

また、放電路における気体分子の電離も電極間の気体圧力により異なり、低圧の場合はグロー放電同様α作用によるが、高圧では熱電離が主となる。
252 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 19:17 ID:T8PEob4Qvtxz: その他の放電 [編集]
上記までの絶縁破壊による放電現象は全て直流で起こる放電であり、対となる電極（正極と陰極）を必要とする放電であった。しかし、放電には「プラズマを発生させること」の意味合いもあり、こちらの定義に沿えば電極を必要とせずとも放電が可能な方法がある。また、交流による放電には、交流の周波数によって上記に属さない放電が起こる。

誘電体バリア放電
別名、無声放電。電極の一方か両方を絶縁体で覆い、電極間で直接放電させないようにし、そこへ交流高電圧を印加することで放電を起こす。
RF（Radio Frequency）放電
高周波放電の一つであり、容量結合プラズマや誘導結合プラズマがある。誘導結合プラズマは電子の捕捉現象により、電極間またはコイル内に存在する気体分子がα作用だけで放電が維持される。
253 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 19:17 ID:T8PEob4Qvtxz: マイクロ波放電
300 MHz以上のマイクロ波を利用し、空洞共振器を用いてマイクロ波の定在波領域にプラズマを生成することによる放電。

沿面放電 [編集]
気体、あるいは液体中の放電ギャップの間に絶縁体（誘電体）が存在する場合、コロナ放電あるいは火花放電では絶縁物の表面に沿って樹枝状の放電路が形成される。この様な放電を沿面放電と呼ぶ。沿面放電による火花放電の場合、絶縁体表面の変質を伴わないものをフラッシオーバ、伴うものをトラッキングと呼び区別している。

絶縁体表面に樹脂・鉛丹粉末を附着させコロナ放電を起こさせると放電路の形状を記録することが出来る。これを粉末図形と呼ぶ。また、絶縁体表面に感光乳剤あるいは写真乾板を載せることでも記録できる。この場合の記録図形をリヒテンベルグ像と呼ぶ。リヒテンベルグ像のうちコロナ放電によるものをクリドノグラフと言い、記録図形は電極に印加された電圧にのみ依存するため、雷等予測不可能な異常電圧を簡易に記録する方法として利用されている。
254 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 19:18 ID:T8PEob4Qvtxz: 電子放出 [編集]
放電を持続的に継続させるためには、電子が電極から連続的に放出されねばならない。電子を放出するのに必要なエネルギーは仕事関数と呼ばれ、電子が放出されるには、それを超える必要がある。電子を放出するためのエネルギーは以下のようなものがある。

熱電子放出：電極が加熱されることによって熱エネルギーによって電子を放出するものである。
電界電子放出：金属の表面に強い電界を作用させて電子を放出させる。
2次電子放出：電極に荷電子が衝突するエネルギーで放出される電子。
たとえば蛍光灯のなかでは放電が行われているが、電極をフィラメントにして加熱し、電極表面を構成する物質として電子放出性物質（アルカリ土類金属（バリウム、ストロンチウム、カルシウムなど）や希土類（イットリウム）の酸化物）を選択することで、電子が放出されやすい状態を作っている。

気体の電離とエネルギーの授受 [編集]
*****************************

多くの放電現象は電子が電界によって加速され、正の電極に到達するという単純なものでなく、低圧の気体原子と衝突を繰り返し気体を電離したり、電離したイオンと電子が再結合したりしている現象である。エネルギーのやりとりのために放電管の中の気体に特徴的な発光現象が現れる。

広告用のネオン管は自由な形状に成形しても全体を光らせることが可能である。
255 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 19:18 ID:T8PEob4Qvtxz: 関連項目 [編集]
雷
セントエルモの火
陰極線
蛍光灯
パッシェンの法則
無声放電
放電を起すことが目的の機器類
放電索
避雷針
点火プラグ
スタンガン
テスラコイル
256 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 19:18 ID:T8PEob4Qvtxz: 放電灯 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%94%BE%E9%9B%BB%E7%81%AF

放電灯（ほうでんとう、英: discharge lamp）は、アーク放電またはグロー放電を利用した光源の総称。主な発光体によりガス放電灯と炭素アーク灯に区分できる。

ガス放電灯(gas discharge lamp) [編集]
密封された管内でイオン化した気体（プラズマ）に放電させることにより発光させる放電灯の総称。照明用途に用いられる放電管。

一般に希ガス（アルゴン、ネオン、クリプトン、キセノン）、または金属蒸気（水銀、ナトリウム、ハロゲン化金属）が用いられる。金属は通常液体、または固体の状態で放電管内に封入され、放電の熱で蒸発することで管内に満たされる。金属単体で用いられることは無く、起動のための希ガスが含まれる。

詳しい発光の原理・構造についてはそれぞれの項目を参照。
257 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 19:19 ID:T8PEob4Qvtxz: ガス放電灯の例 [編集]

グロー放電
ネオン管
アーク放電
水銀灯（石英灯、蛍光灯）
ナトリウムランプ
メタルハライドランプ（スカンジウムランプ、ガリウムランプ）
キセノンランプ

ガス放電灯の分類には、発光管内の蒸気圧に着目したものも存在する。概ね千分の一気圧程度のものを低圧灯、一気圧以上のものを高圧灯と呼ぶ。一般に高圧灯の方が明るく、より太陽光に近い演色性を発揮する。

特に高圧灯については1970年頃よりHIDランプ（高輝度放電ランプ）という呼称が用いられるようになり、高圧灯の代名詞となっている
258 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 19:19 ID:T8PEob4Qvtxz: 炭素アーク灯(carbon arc lamp) [編集]
空気中でのアーク放電による発光を利用した照明のこと。電極に炭素棒を用いて空気中で放電させる。弧光灯とも。

単にアーク灯（arc lamp）と言った場合、普通炭素アーク灯のことを指す。

主な発光体は高温となった炭素棒。放電により加熱され、白熱し強い光を発する。炭素棒はアーク放電により先端部より消耗するので、発光を維持するには電極間の距離を調整する機構を要する。

炭素棒を並行に並べることで、距離調整を不要とした「エレクトリック・キャンドル」と呼ばれる形式も存在する。

照明に用いられる場合は強すぎる光を抑制するため、周囲を着色ガラス等で覆う。エネルギーの大半が熱として放出されるため、照明としての効率は悪い。

その他の電気による人工光源 [編集]

白熱電球（ハロゲンランプ、クリプトンランプ）
エレクトロルミネッセンス（発光ダイオード、有機エレクトロルミネッセンス）
無電極放電ランプ
259 ：名無しさんの冒険：2011/10/14(Fri) 19:22 ID:T8PEob4Qvtxz: >>92

http://www.ichigobbs.org/cgi/15bbs/economy/1592/228-230

高校化学の電池の復習 >>34-92
高校物理の静電気の復習 >>94-132, >>134
高校物理の電流の復習 >>137-258
260 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 11:56 ID:sMJHKZZpMGpL: 電流と磁界の定義

この定義だけを予め与える勉強方法はお勧めできません．
その理由は，間違いを正しいものとして覚えてしまうからです．
しかし，復習するに前に定義だけを覚える事は便利です．
ここでは，定義で間違いを犯す事よりも，定義から受ける便益の方を優先させます．

磁界

[1] 磁界

(1) 磁力

磁極(N,S極)間に働く力は F=k_{0}(m_{1}m_{2}/r^{2}) です．

(2) 磁界

磁界中の磁極が受ける力は \vec{F}=m\vec{H} です．

(3) 磁力線

N極から出てS極へ入り，磁界の強いところほど密．

[2] 電流の作る磁界

(1) 直線電流による磁界 H=(I/2πr)．
(2) 円形電流が作る磁界 H=(I/2r)．
(3) コイルが作る磁界 H=nI
261 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 11:57 ID:sMJHKZZpMGpL: 電流が磁界から受ける力

[1] 電流が磁界から受ける力

F=IBl sin θ

（θ:\vec{I}と\vec{B}のなす角，l:導線の長さ）

(1) 磁束密度 \vec{B}=μ\vec{H}=μ_{r}μ_{0}\vec{H}

(μ:透磁率，μ_{r}:比透磁率，μ_{0}:真空の透磁率)

(2) 磁束 Φ=BS

[2] 電流が磁界から受ける力

力の向きは\vec{I}を\vec{B}に重ねるように右ねじをまわすときのねじが進む向き．

[3] ローレンツ力

q[C]の電荷が\vec{B}とθの角をなす方向に速さvで運動するとき受ける力は F=qvB sin θ です．

[4] 磁性体と磁化

磁界中で物体が磁石になることを磁化といい，磁化する物体を磁性体といいます．

電磁誘導

[1] 誘導起電力

(1) レンツの法則

誘導起電力の向きは，その起電力が作る磁束がもとの磁束の時間的変化を妨げる向きです．

(2) ファラデーの電磁誘導の法則

V=-N(⊿φ/⊿t)

(N:コイルの巻き数，Φ:磁束=BS cos θ)

[2] 誘導起電力とローレンツ力

長さlの導線が\vec{B}とθの角をなす方向に速さvで運動するときの誘導起電力は V = Blv sin θ です．

[3] 相互誘導と自己誘導

(1) 相互誘導 V=-M(⊿I/⊿t)
(2) 自己誘導 V=-L(⊿I/⊿t)

キーワード：磁力，N極，S極，万有引力，クーロンの法則，電力，遠隔力，1Wb，磁界，磁界ベクトル，磁力線，地磁気，直線電流，荷電粒子，電気力線，円形電流，磁束密度，透磁率，比透磁率，磁束，IB右ねじの法則，ローレンツ力，電荷，磁性体，磁化，強磁性体，反磁性体，電磁誘導，誘導起電力，誘導電流，レンツの法則，ファラデーの電磁誘導の法則，磁束密度，誘導起電力，磁力線，相互誘導，自己誘導，相互インダクタンス，インダクタンスの単位，自己インダクタンス．

竹内均，1989，基礎からよくわかる物理--pp226-244--，旺文社．
262 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 11:57 ID:sMJHKZZpMGpL: 磁力 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%A3%81%E5%8A%9B

磁力（じりょく）とは、磁石同士や、鉄などの磁石にくっ付く物質と磁石との間に働く力。同種の磁極では退け合う力が、異種の磁極では引き合う力が働く。この力のことを磁力、または磁気力（じきりょく）という。

一般に磁力を持つ物質を磁性体と呼ぶ。磁石でない金属も、磁石で強くこすったり長い間磁石に接触させると磁力を持つようになる。これを磁化という。磁力は1つの磁極、つまりN極から発して反対の性質を持つもう一方の磁極、S極で終わる磁力線と呼ばれる仮想の線で表現され、平行する磁力線は磁束と呼ばれる。磁極はN極またはS極の2種類のみであり、日常ではこれら2つが常に対になって存在しているが、磁気単極子またはモノポールと呼ばれるN極またはS極が単独で存在するとする物理仮説がある[1]。

地球の作る磁力によって磁針は磁力の北と南を向くため、方位を知るのに使われる。磁石の引き付ける力を利用すると、物を持ち上げることができる。強い磁石ほど重たい物を持ち上げることができるが、それを引き離すのは大変である。電磁石を使えばスイッチの切り替えで磁力を切ることができるので便利である。磁石の反発を利用して、物を浮かすことができる。磁石が強ければ、列車のような重たい物でも浮かすことができる。これを磁気浮上と呼び、この力を利用して車体を支え、リニアモータで車体を進めるリニアモーターカーは典型的な例である。

磁場と(H)磁極(M)の間には力が働く。また、真空の透磁率 μ_0、磁束密度 B、面積 S とすれば

F = (B^{2}S/2μ_{0})

となる。磁束の強さはウェーバ(Wb)[2]という単位で表す。磁性体中の磁束を他の磁石を近づけたり離したりする場合と、電磁石の電流を増減する場合では、磁石は全く同じ反応を示しこれらの磁束に差は無い。電磁石の場合、磁束の磁場から受ける力(F)は下記の式で表される。

F = MH

左辺の単位をニュートン(N)にすると、右辺の単位は Wb・A/m になる。単位面積当りの磁束の強さはテスラ(T)と呼ばれ Wb/m^{2} という単位で表す[1]。
263 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 11:57 ID:sMJHKZZpMGpL: 磁石 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%A3%81%E7%9F%B3

磁石（じしゃく）とは、2つの極（磁極）を持ち、双極性の磁場を発生させる源となる物体のこと。マグネット (magnet) とも呼ばれる。鉄などの強磁性体を引き寄せる性質を持つ。磁石同士を近づけると、異なる極は引き合い、同じ極は反発しあう。
地球そのものも北極地方にＳ極、南極地方にＮ極を持っており、磁石と近似である。地球が発生させる磁場、すなわち地磁気に応答して、地球上にある磁石には一方の極を北へ、他方の極を南へ引き寄せる。この性質を利用したものが方位磁針である。磁極の呼称は方位磁針に由来して、北 (North) に引き寄せられる極がN極 (north pole)、南 (South) に引き寄せられる極がS極 (south pole) と呼ばれる（ゆえに磁性体としての地球のN極・S極は地理上の北・南とは逆である）。

原理 [編集]
電気と磁気の力はお互いに不可分である。これらの関係は電磁気学の基本方程式であるマクスウェルの方程式で与えられる。この方程式によると、電気を帯びた物体（電荷）を運動させると、磁気の場（磁場）が生じ、磁石としての性質を帯びることとなる。磁石の性質を持つ物質である永久磁石も、電流を流すと磁石になる電磁石も、これによって磁石としての特性が発現する。
264 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 11:58 ID:sMJHKZZpMGpL: 永久磁石
外部から磁場や電流の供給を受けることなく磁石としての性質を比較的長期にわたって保持し続ける物体のことである。強磁性ないしはフェリ磁性を示す物体であってヒステリシスが大きく常温での減磁が少ないものを磁化して用いる。永久磁石材料に関するJIS規格としてJIS C2502、その試験法に関する規格としてJIS C2501が存在する。アルニコ磁石、フェライト磁石、ネオジム磁石、サマリウムコバルト磁石などが永久磁石である。
電磁石
通常、磁性材料の芯のまわりに、コイルを巻き、通電することによって一時的に磁力を発生させる磁石である。機械要素として用いられる。電流を止めると磁力は失われる。

磁極 [編集]
上述の通り磁石にはN極とS極の2つの磁極がある。これらの磁極は単独で存在することはなく、必ず両極が一緒になって磁石を構成する。永久磁石を半分に切っても、S極だけ、或いはN極だけの磁石にはならず、S極とN極の双方を持つ2つの小さな磁石ができる。繰り返しになるが、磁界の元となるのは電荷の運動であり、片方の磁極のみが生まれるように電荷を運動させる事は不可能である。ただし、一つの磁石に、磁極は一組とは限らない。磁極が多数ある磁石を多極磁石と呼び、円形のものはモーターなどに利用されている。又、環形で、内側と外側で磁極が分かれているものがあり、これをラジアル異方性磁石と呼ぶ。

しかしながら、電気と磁気の関係をひっくり返して、単独で存在する磁極が運動する事によって、電場が生じるという現象を想像する事はできる。このような空想上の単独の磁極の事を磁気単極子（モノポール）という。ただし現実に存在する可能性も示唆されており、現在でも研究が進められている。

詳細は「磁気単極子」を参照
265 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 11:58 ID:sMJHKZZpMGpL: 超伝導と磁石 [編集]
超伝導体には磁場を退けるマイスナー効果という性質がある。超伝導体に磁石を近づけると超伝導体は磁場を退けるので、まるで同極同士の磁石を近づけたように反発しているように見える。これによって磁石の上に超伝導体を浮上させることが出来る。また、ピン止め効果によって磁石の上に安定して留まる。

医療に用いるMRI（磁気共鳴画像法）用磁石の大部分や磁気浮上式鉄道では強力な磁界が必要となるが、これを実現できるような永久磁石は容易には存在しない。また、電磁石で実現するためにはコイルに大電流を流す必要がある。しかし、銅などの低抵抗の配線材料を用いても、この電流による発熱に耐えることは出来ない。この問題を解決するのがコイルに超伝導体を用いた超伝導電磁石である。超伝導材料は電気抵抗がゼロであるため、大電流を流しても発熱しないのである。超伝導コイルには磁場に強い「第二種超伝導体」を用いる必要がある。
266 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 11:58 ID:sMJHKZZpMGpL: 磁石の歴史 [編集]
古代ギリシアでは、鉄を引き寄せる石として磁石はすでに知られていた。プラトンは、その著書『イオン』にて「マグネシアの石」として磁石のことを言及している。ローマ帝国の博物学者大プリニウスは著書『博物誌』にて、マグネスという羊飼いが磁石を偶然発見したと述べている。この「マグネシアの石」ないし「羊飼いマグネス」が、ヨーロッパの様々な言語で磁石を指す言葉であるマグネット (magnet) の語源になったと考えられる。また『博物誌』には、ダイヤモンドが磁石の力を妨げるという奇妙な説も記述されている。

磁石に対し近代的な科学の光をあてたのは、エリザベス1世の侍医であったウイリアム・ギルバートである。その著書『磁石及び磁性体ならびに大磁石としての地球の生理学』(De Magnete, Magneticisque Corporibvs,et De Magno Magnete Tellure) においてギルバートは、磁石に関する俗説や既知の現象について詳細に検証している。例えば羅針盤の指北性を論じるにあたり、球形の磁石を作製し、これに対する磁針の振舞いを観察している。この結果、地球そのものが磁石であると結論付けている。また、琥珀などが軽い羽毛などを引きつける静電引力は、磁力とは異なる現象であるとも論じている。ギルバートの実験と論証による方法論は、その後の科学に多大な影響を与えた。

1825年 - ウィリアム・スタージャンによって電磁石が発明された。
1917年 - 本多光太郎らによってKS鋼が発明された。
1931年 - 三島徳七によってMK鋼が開発された。
1933年 - アルニコ磁石が発明された。
1934年 - 新KS鋼が開発された。
1937年 - 東京工業大学の加藤与五郎、武井武によってフェライト磁石が発明された。
1970年代前半-サマリウムコバルト磁石が発明された。
1971年 - 日本の東北大学の金子によって鉄-クロム-コバルト磁石が開発された。
1970年代 - 松下電器産業（現・パナソニック）によってマンガンアルミ磁石が開発された。
1982年 - 住友特殊金属（現・日立金属NEOMAX）の佐川眞人によってネオジム磁石が発明された。
2004年 - イギリスのダラム大学の研究者によってプラスチック磁石が発明された。
267 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 11:59 ID:sMJHKZZpMGpL: 主な磁石の種類 [編集]
天然に産出する磁石として磁鉄鉱 (四酸化三鉄、Fe3O4)（マグネタイト）が挙げられる。古代からよく知られている磁石、磁鉄鉱（ないし砂鉄）として産出されていたのはこの四酸化三鉄である。現在でも砂浜で永久磁石を砂中にいれれば十分に視認することが出来る。羅針盤の指針を磁化することなどに用いられてきたが、非常に微弱な磁石である。20世紀に入ると、実用に十分な強度を有する磁石が人工的に作られるようになってきた。

磁石の原料として、3d遷移元素の鉄、コバルト、ニッケルが挙げられる。単体が室温で強磁性を示すのは、これら3つの元素のみである。さらにランタノイドのサマリウム、ネオジムも磁石の原料として挙げられる。単体では強磁性を示さないが、4f軌道に余ったスピンが存在するため、これらを原料とすることで強力な磁石が実現できる。なお、4f軌道電子はスピンと共に軌道運動も磁性に寄与している。

KS鋼
1917年、本多光太郎らによって発明された磁石鋼。鉄、コバルト、タングステン、クロムなどを含む。1934年には新KS鋼が開発されている。
MK鋼
1931年、三島徳七によって発明された磁石。鉄とニッケルに加えアルミニウムを含み、鋳造後600℃以上で焼き戻す。KS鋼よりも安価で、倍の保磁力を持つ。U型磁石、棒磁石、ゴム磁石（弾磁石）、丸磁石、玉磁石など色々な形のものがある。
アルニコ磁石
アルミニウム、ニッケル、コバルトなどを原料とした磁石である。20世紀半ばまで主流の磁石であったが、やがて安価で造形の容易なフェライト磁石などに主役の座を奪われた。
268 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 11:59 ID:sMJHKZZpMGpL: フェライト磁石
1937年、東京工業大学の加藤与五郎、武井武によって発明された磁石。酸化物磁石の一つで、酸化鉄を主原料にして焼き固めて作る。
磁束密度は低いが、保磁力が高く減磁しにくい。
電気抵抗が大きく渦電流損が低く、高周波まで適用できる。
硬度は比較的に高いが割れやすい。
磁器なので薬品に強く、錆びない。
焼く前は粉末のため自由な形にできる。
酸化鉄にバリウムやストロンチウムを微量加えたものを焼き、1μmほどの粒子に粉砕したものを成型し焼結する。最後に電磁石によって着磁し、フェライト磁石が出来上がる。酸化鉄を主原料としているため安価かつ化学的に安定しており、様々な用途に用いられている。
若葉マークに使われているゴム磁石はフェライト磁石を砕いてゴムに混ぜて固めたもの。ゴムが主成分なので容易に切断することが可能。コピー機にはゴム磁石でできたロールが使われている。
サマリウムコバルト磁石
サマリウムとコバルトを原料としている。組成比の異なる「2-17系」と「1-5系」がある。「1-5系」は高価なサマリウムの比率が高いため、「2-17系」の登場以降あまり用いられなくなってきた。強い磁力を持ち、高い耐腐食性と良好な温度特性（200℃程度まで使用可能）を有することが特徴である。
ネオジム磁石
1984年、住友特殊金属（現・NEOMAX）の佐川眞人（現・インターメタリックス株式会社）によって発明された磁石。ネオジム、鉄、ホウ素を主成分とする希土類磁石の一つ。磁束密度が高く、強い磁力を持つ。鉄を含み錆びやすいため普通は表面に鍍金を施す。熱減磁が大きく-0.12%/K程度。キュリー点は約310℃。非常に磁力が強いため、ハードディスクやCDプレーヤーの駆動部分、携帯電話の振動モーターなどに使用される。
269 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 11:59 ID:sMJHKZZpMGpL: 磁石の用途 [編集]
日常の電化製品でよく見かける磁石の用途として、モーターやスピーカーが挙げられる。これらは永久磁石と電磁石を用いて、電気エネルギーを回転や空気の振動といった力学的エネルギーに変換している。

カセットテープ、ビデオテープ、ハードディスクといった記録メディアは磁化された向きによって情報を記録している。情報の読み出しには電磁誘導や巨大磁気抵抗効果 (GMR)、ごく最近になってトンネル磁気抵抗効果 (TMR) が利用されている。

電子顕微鏡の電子レンズや粒子加速器などでは、磁石は電子などの荷電粒子を狙った方向に曲げるために用いられている。また、トカマク型などの核融合では高温のプラズマを封じ込めるためにも用いられている。

また5cmくらいの棒状のアルニコ磁石は、牛に飲み込ませて第3胃内の針金など鉄片を束状に吸着させ創傷性心膜炎を予防するために使われる。

その他、磁石はリニアモーターカーの磁気浮上や、リードスイッチやMRセンサーなどの非接触センサーと共に用い近接感知、位置決め等の用途、核磁気共鳴画像法といった医療用途にも利用されている。

磁石の磁気を用いて血流を促進させ、健康回復を促進すると謳う代替医療の商品（装身具）が多々存在するが、血中のヘモグロビンに含まれる鉄分は磁気に反応しない性質を持つ。

爆発や破裂（主に戦争）などで鉄の小片が体内や顔面に食い込んだ場合、切開する手間より強力な磁力を用いて取り除き応急処置を行う。
270 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 12:00 ID:sMJHKZZpMGpL: 種類 [編集]
白金磁石
プラスチック磁石
鉄-クロム-コバルト磁石
プラセオジム磁石
マンガンアルミ磁石
ボンド磁石
分子磁石
レアアース磁石

磁石を題材とした作品 [編集]
マグネロボシリーズ
鋼鉄ジーグ
テツワン探偵ロボタック
271 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 12:00 ID:sMJHKZZpMGpL: 万有引力 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%87%E6%9C%89%E5%BC%95%E5%8A%9B

万有引力（ばんゆういんりょく、英語: universal gravitation）もしくは万有引力の法則（ばんゆういんりょくのほうそく、英語: law of universal gravitation）とは、「地上において質点（物体）が地球に引き寄せられるだけではなく、この宇宙においてはどこでも全ての質点（物体）は互いに gravitation（=引き寄せる作用、引力、重力）を及ぼしあっている」とする考え方、概念、法則のことである。

歴史 [編集] 前史 [編集]この万有引力という見方がどのようなものであるか、その正しい位置づけ・真価を理解するには、一旦、この概念が生み出される以前に人々がこの世界をどのようにとらえていたのか、その考え方、世界の見え方（世界観）に寄り添って理解し、そこからどのように変えていったのか、その相違の程度を理解する必要がある。

アリストテレスの考え方 [編集]
石を手からはなせば自然に地面へと落ちる。古代ギリシャの哲学者アリストテレスは、その原因は、石を構成する土元素（四元素のうちのひとつ）が、本来の位置である地へ戻ろうとする性質にあると考えた[1]。土元素が多いものが重い、と考え、それが多いものほど速く落ちる、と考えた[2]。
272 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 12:00 ID:sMJHKZZpMGpL: 中世の考え方 [編集]
中世ヨーロッパではアリストテレスの考え方が広く知られていたので、人々はそうした見方で世界を見ていた。以下のような考え方である。

我々人間は、それぞれの家に住んでいる。人間は何かの理由で家から離れることがあっても、結局はその家に帰ろうとする。動物も同じだ。地リスは地面に巣穴を持っている。何かの理由があると、たとえば危険を感じると、穴から一時的に離れることはあるが、危険がさればやはりその巣穴に戻ろうとする。鳥もそうだ。鳥も何かの理由、例えば食べ物を探すために一時的に巣から飛び立つことがあるが、結局はその巣へ帰ってくる。命あるものは全て、それぞれの性質に応じて本来の位置というものをもっていて、一時的にそこから離れることはあっても、結局はそこへ帰ろうとするものだ[1]。

生き物がそれぞれ本来の位置というのを持っているように、物（無生物）も、それぞれの性質に応じて本来の位置を持っている。たとえば小石はその本来の位置を地に持っている。焔はその本来の位置を天上に持っている[1]。

例えば、小石を空中に投げれば、小石は本来の位置から離されることになり、小石は一旦は抵抗を示しながら上に上がるが、結局はできるだけすみやかに、その本来の位置である地に戻ってこようとする[1]。

だが、無生物でも、その本来の位置を持たないと思われる存在がある。天に見える天体である。天体は永久に同じ運動を繰り返すばかりで、その本来の位置をもっていないように見える[1]。そこで中世の人々は、地上の存在と天の存在は本質的に異なっていると考え、地上の存在はただの存在であり、それに対して天の世界に属する存在、永遠に運動を繰り返す天体は、いわば霊的な存在である、と考えた[1]。中世の人々は、天の世界は地上とは全く別の法則が働いている別世界なのだ、と考えていたのである。また、天の世界の、地上とは異なった性質を説明するために、地上は四元素でできているのに対して、天体は第五元素でできている、とも考えていた。
273 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 12:01 ID:sMJHKZZpMGpL: 地上の範囲での、従来の自然学への疑念と改良 [編集]
さて、アリストテレスの考え、「土元素が多いものが重い、それが多いものほど速く落ちる」については、パドヴァ大学のベネデッティ（Giambattista Benedetti、1530-1590）が異論を唱えた[2]。またオランダのステヴィン（Simon Stevin、1548-1620）は、重さが10倍異なる二つの鉛玉を9メートルほど落下させ、ほとんど同時に落ちることを確かめて、このアリストテレスの理論に異議を唱えた[2]。

自然学者ガリレオ・ガリレイ（1564-1642）も、上記の中世の考え方（の一部）に疑問を投げかけた[1]。（ところで、先行する14世紀の自然学者ビュリダンはインペタス理論（いきおい理論）を提唱し、その理論では、物体を投げると手からインペタスが物体の内部に移ることで飛び続け、空気や重さなどの抵抗により内部要因のインペタスが減り、落下にともなってインペタスが増加し、ますます速く落ちるようになる、と説明した。）
274 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 12:01 ID:sMJHKZZpMGpL: ガリレイは、当初、このインペタス理論を採用していた[2]が、やがてガリレイは物体の運動をモメント（重さ以外の、距離や速度などをひとまとめに呼ぶ、ガリレオによる概念）という考え方で理解しはじめ[2]、（内部要因の変化で説明する）インペタス理論は採らなくなった[2]。では落下速度はどのような理屈で増加するのか？　落下距離に比例するか？　落下時間に比例するか？　という点で、（経緯が詳しくは分かってはいないらしいが）1600年ごろガリレイは悩み悪戦苦闘したらしい[2]が、1604年には「落下速度は時間に比例する」という仮説にたどり着いた[2]、という。こうしてガリレイは動力学に貢献した[2]。ガリレイは斜面で球をころがす実験を多数行い、水平面では等速になることから、「加速・減速の外的原因が取り去られている限り、いったん運動体に与えられたどんな速度も不変に保たれる」という考え方をするようになった[2]。これは現代で言う慣性の法則に近いものではあるが、ただガリレイは、それは地上の物体にだけ通用する法則であって、天体には通用しないと考えていた[2]。ガリレイも古代ギリシャ以来の考え方をなぞり、天体は天体で別の性質を持っている、円運動をする性質を持っているのだ、と考えていたのである[2]。
275 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 12:02 ID:sMJHKZZpMGpL: ニュートン、フック、ハリーらの活動 [編集]
ニュートンの発想～ガリレオ動力学の天体への適用～ [編集]
一般には、アイザック・ニュートン（1642-1727）が1665年に、地上の引力が月などに対しても同様に働いている可能性があることに気付いた、とされている。

スタックレーの著書『回想録』には、スタックレーが、ニュートンが死去する前年の4月15日にロンドン西方の彼の自宅を訪問した時、昼食をともにしたあと庭に出て数本のりんごの木陰でお茶を飲んでいたところ、話の合間にニュートンが「昔、万有引力の考えが心に浮かんだ時とそっくりだ。瞑想にふけっていると、たまたまりんごが落ちて、はっと思いついたのだ」と語った、と書いてあるという[2]。（ただし、りんごの逸話はしばしば伝説ともされることもあり、内容の真偽のほどは確かではない。）
276 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 12:02 ID:sMJHKZZpMGpL: 同時期の、フックによる引力に関する活動 [編集]
ロバート・フックは1665年の『顕微鏡図譜』で引力の法則を論じた。フックは1666年に王立協会において "On gravity"（引力について）と題して講演をし、移動する物体は何らかの力を受けない限りそのまま直進すること（慣性の法則）および引力は距離が近いほど強くなる、という法則を追加した、とされる。またフックは、1666年に王立協会と交わした書簡において、世界のしくみについて次の3点を述べたと、ダガルド・スチュワート（Dugald Stewart）は自著 Elements of the Philosophy of the Human Mindにおいて指摘している[3]。

1.全ての天体は引力(gravity）によってその各部分を中心に引きつけているだけでなく、天体間で相互に引き付けあって運動する。
2.外部から力が継続的に加わらない限り、天体は単純に直進し続ける。しかし、引力によって天体は円軌道、楕円軌道などの曲線を描く。
3.この引力は天体同士が近いほど強くなる。距離と引力の強さの関係がどうなっているか、今のところ私にも発見できていない。

1679年のこと、アイザック・ニュートン（1642-1727）のもとに、王立学会の書記ロバート・フック（1635-1703）から、1679年11月24日づけの手紙が届いた。「惑星の運動に関する私の仮説について、あなたの意見を学会機関紙に投稿してほしい」というものだった[2]。ニュートンは当時、光学の研究に忙しくて、フックがその5年前に惑星の運動を説明するための仮説を学会に提出していたことも知らなかった[2]という。当時、惑星の運動については、ケプラーが観測値によって算出した3つの法則があることは、学者たちには知られていた。第一法則－惑星は太陽を焦点とした楕円軌道を描く[2]。第二法則－惑星は太陽に近い軌道では速く、遠いところではゆっくり動き、惑星と太陽とを結ぶ直線が等しい時間等しい面積を掃くように動く（面積速度一定の法則）[2]。第3法則－惑星が太陽を一周する時間（周期）の2乗は、惑星と太陽との平均距離の3乗に比例する[2]。
277 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 12:02 ID:sMJHKZZpMGpL: では、なぜ惑星はこのような動き方をするのか？　当時の自然哲学者たちは、ガリレイたちがつくりあげてきた地上の動力学を使おうと考えるようになっていた[2]という。ガリレイは、外力が働かなければ地上の物体は等速直線運動をつづける、という考え方をしていた。ところが惑星が直線ではなく楕円を描くということは、太陽の方向に働く引力がある、ということになる[2]という。

フックが手紙でニュートンに意見を求めた点は、この楕円運動を作り出す、太陽に引き寄せる力、引力についてであり、この引力がどのような性質のものか？という点であった[2]という。この手紙を見てニュートンは13年ほど前にウールソープ（ニュートンの家）で試してみた、地上の重力が月にまで及んでいると想定して行った計算、をやり直してみることにした[2]という。

それは例えばおよそ次のようなものであった。

まず、月に対して何の力も働かなければ、月はガリレオの慣性の考え方によれば直線方向にAからBまで1分間に37.4km進む、と計算される。（月を円軌道とし、地球一周に27日7時間43分かかることから算出）。だが、月はBではなくB´の位置にいる。つまり1分間にBB´だけ「落下する」と考えることができる。その長さは直角三角形AOBにピタゴラスの定理を用い計算でき、毎分4.9mの落下、となる。毎秒ならば、その3600分の1、4.9/3600となる。ところで地上の落下は、ガリレイが見出した法則により、毎秒4.9mである。月の位置で働く引力は、地球上の3600分の1まで弱まっている、ということになる。月までの距離は地球半径の60倍だから、結局、この引力というのは距離の2乗に反比例しているということになる（逆2乗の法則）。[2]
278 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 12:03 ID:sMJHKZZpMGpL: ところでホイヘンスによる振り子の研究は、1659年ころの円運動の研究と結びつき、そこでの中心の引力というのは半径に比例し、周期の2乗に反比例する、ということが判り、これが1673年の『振子時計』で公表されたので、これとケプラーの第三法則を結びつければ、引力は半径の2乗に反比例する、ということはたやすく算出できるようになっていた[2]。

1684年1月のある水曜日[2]、ロンドンのコーヒーハウスにあつまったロバート・フック、天文学者エドモンド・ハリー、王立学会会長兼建築家クリストファー・レンは、残る問題となった、逆2乗の引力をもとにして、いかにケプラーの第一、第二法則を導くことができるか、ということを話題にした[2]。同年8月、ニュートンを大学で訪問したハリーは、ニュートンがすでに独自にこの問題を解決していたことを知り、11月に、それを出版することをすすめ、『自然哲学の数学的諸原理』の核心部分が出来てゆくことになった[2]。

フックは、引力については自分がニュートンに教えたのだとし、二人の間で対立が生じることになった。

その後ハリーが資金面で貢献してくれたり、あるいはフックとの先取権をめぐるいざこざの仲裁を行ってくれたお陰もあって、ニュートンはそれの刊行にこぎつけることができたのであった[2]という。
279 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 12:03 ID:sMJHKZZpMGpL: 『自然哲学の諸原理』における、万有引力という考え方の公表 [編集]

ニュートンは成果を『自然哲学の数学的諸原理』（プリンキピア）にまとめあげ、それは1687年に刊行された。同書は全三篇構成であるが、惑星の運動が主として扱われているのは第三篇の「世界体系について」である[2]。例えば、「月は地球にむかって重力で引かれる」という、ニュートンがウールスソープ時代に思いついた命題は、第三篇の命題4において提示されており、逆2乗の引力が木星とその衛星、5つの惑星と太陽の間でも働くことを、ケプラーの第二・第三法則からこの引力を逆に導き出しつつ主張した[2]。さらに命題7で、重力は物の量（質量）に比例することを述べ、それにより、第三篇の命題8において、この宇宙ではどこでも、物質には互いに物質の量の積に比例する逆二乗の引力が働いている、と主張した[2]。つまり万有引力の法則があると主張したわけである[2]。

なお、ニュートン以前の自然哲学では自然現象がどのような目的や原因で存在するのかという点にも重点がおかれて説明がなされていたが、ニュートンはこの書で"Hypotheses non fingo"（我、仮説を立てず）と宣言し、全ての物体同士が引き合っている理由については説明することを避けた。あくまで観測できる物事の因果関係を示すにとどめる、という新しい方法論を提唱したのである。この方法論が力学の基礎、ひいては近代科学の考え方の基礎となった、とされている。ちなみに万有引力の原因は未だに、2008年においても、解明（ニュートンの打ち立てた方法論に基づけば「観測」）されていない。その後行われているのは様々な推論や仮説づくりである。かくして、引力の原因や発生原理は現在にいたるまで解明されていない、と言われることがある。
280 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 12:03 ID:sMJHKZZpMGpL: ニュートン力学と重力 [編集]
ニュートンは『自然哲学の数学的諸原理』において自らの力学体系を開示したわけである。この力学体系をニュートン力学という。

ニュートン力学そのままの用語では、現代では理解しにくい点もあるので、以下では、古典力学の現代版の用語や記述方式を用いつつ、万有引力を解説する。

ニュートンは、太陽を公転する地球の運動や木星の衛星の運動を統一して説明することを試み、ケプラーの法則に、運動方程式を適用することで、万有引力の法則（逆2乗の法則）が成立することを発見した。これは、『2つの物体の間には、物体の質量に比例し、2物体間の距離の2乗に反比例する引力が作用する』と見なす法則である。力そのものは、瞬時すなわち無限大の速度で伝わると考えた。式で表すと、万有引力の大きさFは、物体の質量をM,m、物体間の距離をrとして、

F=G(Mm/r^{2})

となる。Gは万有引力定数と呼ばれる比例定数で、

G=6.67259*10^{-11}m^{3}*s^{-2}*kg^{-1}

である。（因みに「この式が全ての物体の間で成立する」と考えると「木から落ちるリンゴにも適用することができる」と考えることができるのである。）

地球の質量をM、リンゴの質量をm、地球の半径をRとすれば、万有引力の大きさは、

F=G(Mm/R^{2})

であり、リンゴの運動方程式は、加速度をgとして、

mg=G(Mm/R^{2})

となる。すなわち、地球重力による加速度（重力加速度）は

g=(GM/R^{2})

となり、すべての物質について同じ値になる。

地球表面では重力加速度は約9.8m/s^{2}であり、地球の半径は約6400kmであるので、上記の式から地球の質量を

M=gR^{2}/G　大体　6*10^{24}kg

のように求めることができる。同様に、他の惑星上での重力加速度も求めることができる。
281 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 12:04 ID:sMJHKZZpMGpL: ありがちな誤解 [編集]
ちなみにニュートンによる「万有引力の法則の発見」を“重力の発見”だと解釈してしまう例があるが、これは間違った解釈である。「リンゴが木から落ちるのを見て、ニュートンは万有引力を発見した」などとする、単純化された、巷に流布している逸話も、この誤解を広める原因になっている可能性がある。ニュートンはリンゴが落ちることを発見したわけではない。リンゴに対して働いている力が、月や惑星に対しても働いているのでは、と着想した、ということなのである。地上では物体に対して地面（地球）に引きよせる方向で外力が働くことは、（ガリレオなどの貢献もあり）ニュートンの時代には理解されていた。ニュートンが行った変革というのは、同様のことが天の世界でも起きている、つまり宇宙ならばどこでも働いている、という形で提示したことにある。「law of universal gravitation 万有引力の法則」という表現は、それを表している。

万有引力の法則、その後 [編集]
その後の物理学においては、自然界に存在する基本的な力だと見なされるようになった。

後の時代で発見された電磁気力では、引力と斥力がある、とされているのに対して、重力（万有引力）では引力しか存在せず、斥力は存在しない。

現在では、重力と呼ぶ場合には、質量に加速度を与える力全般を意味する。重力には、地球自転の遠心力のような慣性の力や、一般相対論で予言される慣性系の引きずりによる力も含まれるが、それらは万有引力ではない[要出典]。

重力（または重力相互作用）の正体は、アルベルト・アインシュタインの一般相対性理論では、質量を持つ物体が引き起こす時空の歪みである、と説明された。これに対して、'万有引力'という用語は、ニュートンの定式化した重力の意味で用いられる傾向にある。[要出典]

質量を持つ物体が自然発生的に引力を獲得する事は広く知られているが、そのような現象が起きる理由は一切解明されていない。
282 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 12:05 ID:sMJHKZZpMGpL: 一般相対性理論と重力 [編集]
アインシュタインは、光速度に近い場合の力学として、1905年に特殊相対性理論を発表した後、加速度運動を含めた相対性理論の構築に取り掛かかった。そして重力場を時空の幾何学として取り扱う方法を模索し、1916年に一般相対性理論を発表した。

アインシュタインの重力場の方程式（アインシュタイン方程式）では、万有引力はもはやニュートン力学的な力ではなく、重力場という時空の歪みである、と説明されるようになった。また、重力の作用は、瞬時ではなく光速度で伝えられる、とされるようになった。

ニュートンの万有引力の法則では、質量を持った物体間の力であるとされるので、質量を持たない物質には万有引力は存在しない事となる。一般相対性理論を採用すると、重力が時空の歪みであるとすると、光の軌道もまた重力によって曲がる事を意味する。これはアーサー・エディントンによる観測で実証されることになった。[要出典]

一般相対性理論は、非常に強い重力が働く場を記述する。太陽系であれば、ニュートン力学に若干の補正項が加わる程度なので、ニュートン力学はその意味で近似的に正しいと考えて差し障りない。例えば前述の光の軌道の歪みについても、太陽の近傍においてようやく観測され得るものである。[要出典]

アインシュタイン方程式は、通常の物理の方程式と同様、時間反転に対して対称なので、宇宙全体に適用すると、重力の影響で収縮宇宙の解と共に、膨張宇宙の解が得られる[要出典]、という。
283 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 12:05 ID:sMJHKZZpMGpL: 一般相対性理論の発表当時は、ハッブルによる膨張宇宙の発見前で、アインシュタインは「宇宙は静的で安定している」と考えていた。自身の方程式が、動的な宇宙を予言したため、アインシュタインは万有引力に拮抗する万有斥力があると想定し、重力場の方程式に宇宙項を加えることで、静的な解が存在できるように重力場の方程式を修正した。

後に彼は宇宙項を「生涯最大の過ち」と悔いた。

「だが、宇宙項のアイデアは現在の宇宙論では、宇宙のインフレーションや宇宙の加速膨張を説明するものとして復活していると言える[要出典]」と言う。

「相対性理論」も参照
284 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 12:05 ID:sMJHKZZpMGpL: 素粒子物理学と重力 [編集]
素粒子物理学では、自然界に存在する四つの基本的な相互作用のひとつとして、素粒子間に働く重力相互作用とみなされ、重力子（グラヴィトン）という素粒子により媒介するとみなされるが、素粒子としての重力子は現在のところ未発見である。素粒子間の重力相互作用は無視できるほど小さいが、素粒子と地球との間の重力を考慮する必要があることもある。[要出典]

(※「ひとつの原子に存在する電子の数と陽子の数は同じで、種類によって数が決まっている。により、やはり電荷を帯びた電子が運動する事により電磁波が生まれ、それが引き付けあう力（反発力より若干大きい為）が発生し引力として認識される[要出典]、とする説もある。）

量子重力 [編集]
近年では、量子力学と一般相対性理論の結合、重力の量子化が試みられ、量子重力と呼ばれている。格子重力などさまざまな試みがあるが、実現は困難である。量子重力を宇宙論に適用する試みは、量子宇宙論と呼ばれる。
285 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 12:05 ID:sMJHKZZpMGpL: クーロンの法則 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%AF%E3%83%BC%E3%83%AD%E3%83%B3%E3%81%AE%E6%B3%95%E5%89%87

クーロンの法則（クーロンのほうそく、英語:Coulomb's law）とは、荷電粒子間に働く反発し、または引き合う力がそれぞれの電荷の積に比例し、距離の2乗に反比例することを示した電磁気学の基本法則。

ヘンリー・キャヴェンディッシュにより1773年に実験的に確かめられ、シャルル・ド・クーロンが1785年に法則として再発見した。磁荷に関しても同様の現象が成り立ち、これもクーロンの法則と呼ばれる。一般的にクーロンの法則と言えば、通常前者の荷電粒子間の相互作用を指す。

また、導体表面上の電場はその場所の電荷密度に比例するという法則も「クーロンの法則」と呼ばれる。こちらは「クーロンの電荷分布の法則」といい区別する。

電荷に関するクーロンの法則 [編集]
二つの電荷を帯びた粒子（荷電粒子）間に働く力の大きさは、二つの粒子の電荷(q_{1}とq_{2})の積に比例し、粒子間の距離r の二乗に反比例する。同符号の電荷のあいだには斥力、異なる符号の電荷のあいだには引力が働く。この力のことをクーロン力（またはクーロン相互作用）と呼ぶ。

F=k(q_{1}q_{2}/r^{2})

ただしF を力の大きさ、q を電荷の大きさ、r を2物体間の距離とする。k は比例定数である。
q_{1} = 1C, q_{2} = 1C (単位C: クーロン、1C=1A・s) として粒子間距離 r を 1m に設定し、力を測定すると比例定数が求められる。これによると k = 8.9876×10^{9} N・m^{2}・A^{-2}・s^{-2} である。

ここでk=(1/4πε_{0})とおくと，F=(1/4πε_{0})(q_{1}q_{2}/r^{2})と表せる．

国際単位系（SI）で記述すると比例定数ｋには（真空の）誘電率 ε_{0} (= 8.854×10^{-12} A^{2}・s^{2}・N^{-1}・m^{-2})があらわれる。
方向まで考慮すると、

\mathbf{F}=(q_{1}q_{2}/4πε_{0})(1/r^{2})\hat{r}
subject to
\hat{\mathbf{r}}=(\mathbf{r}/|\mathbf{r}|)=(\mathbf{r}/r)

クーロン力は以下のようなクーロンポテンシャルから導くことができる。

V_{1}(\hat{\mathbf{r}}_{1})=(q_{1}q_{2}/r)\hat{\mathbf{r}}=V_{2}(\hat{\mathbf{r}}_{2})

クーロン力は位置のみに依存する保存力であることがわかる。
286 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 12:06 ID:sMJHKZZpMGpL: 磁荷に関するクーロンの法則 [編集]
また、磁荷を帯びた粒子間に働く力に関しても距離の逆二乗の関係があり、発見者(同上)の名にちなんでこれもクーロンの法則という。ただし、磁荷は電荷のように分割はできず（どんなに細かくしても必ずN極とS極が対になる）、現実には存在しない。ここでは仮想的な概念として磁荷を取り扱う。
F を力の大きさ、m を磁荷、k'を比例定数、μ_{0}は真空の透磁率とすると

F=k^{'}(m_{1}m_{2}/r^{2})=(m_{1}m_{2}/4πμ_{0})(1/r^{2})

書き換えると

\mathbf{F}=m_{1}\mathbf{H}

ただし、この定義はEHとなるため、磁荷の単位はWb(ウェーバ)となり\mathbf{H}の単位はA/m。\mathbf{B}で別表記すると

\mathbf{B}=μ_{0}\mathbf{H}

という対応から

\mathbf{F}=(m_{1}/μ_{0})\mathbf{B}

となる。また次のようにも考えられる

m_{1}\mathbf{H}=m_{1}(m_{2}/4πμ_{0})(1/r^{2})\hat{r}=(m_{1}/μ_{0})\mathbf{B}

ゆえに

\mathbf{B}=(m_{2}/4π)(1/r^{2})\hat{r}

となる．

クーロン定数 [編集]

クーロン定数はよく自然単位系に用いられる。

クーロン定数
（クーロンていすう）

記号 (1/4πε_{0})

系プランク単位系、幾何学単位系
量 Q^{-2} M L^{3} T^{-2}
SI 8.9876×109 [N・m^{2}・A^{-2}・s^{-2}]
287 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 12:06 ID:sMJHKZZpMGpL: 電力 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E5%8A%9B

電力（でんりょく、electric power）とは、

電気によるエネルギー[1]。
単位時間に電流がする仕事量[2][1]。
大手の電力会社あるいはPPS（特定規模電気事業者）などが供給する（商品として販売する）エネルギーのこと（三相交流で供給する高圧電力、低圧電力など）。

力点と作用点 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%8A%9B%E7%82%B9%E3%81%A8%E4%BD%9C%E7%94%A8%E7%82%B9

力点と作用点（りきてんとさようてん）とは、力学において、力を加えるものと、力を加えられる物体の間で、その力の作用のしかたをモデル化するための概念である。

解説 [編集]
総論 [編集]
例えば、人が滑らかな床の上にある箱を移動させるとき、その箱に直接触れて押す事を考えよう。このとき、人が物体を押す力を加えている点はその手が箱に接触している点であり、この点の事を力点という。一方、箱の側から考えたとき、この物体の運動を変化させる力が箱に作用している点は、やはり人の手が箱に触れている点であり、この点の事を作用点と言う。このとき、力点と作用点は同じ点である。ただし、同じ点と入っても厳密には、力点は力を加える主体である人に属し、作用点は力を加えられる対象である箱に属すると言う違いがある。

さて次に、人が手に棒を持ち、その棒の先端を箱に接触させて押す事を考えよう。このとき、人が力を加えている点は、その棒を持っている点であり、ここが力点である。一方、箱の側から考えると、この箱の運動を変化させている力が作用しているのは、棒と箱が接触している点であり、ここが作用点である。この例では、力点と作用点は同一ではない。
288 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 12:07 ID:sMJHKZZpMGpL: さて、何気なく書いたが、ここで一つ重要なのは、この例で棒は、力を加えている主体とも加えられている対象とも独立した、単に力を媒介する媒体であると考えている点にある。もし、力を加える主体として、人と棒をあわせた系を考えるならば、人と棒をあわせた系が力を加えている点すなわち力点は、棒と箱が接触する点ということになる。もちろん、棒と箱からなる系を力を加えられる対象とみなすならば、作用点は人が棒を握っている点ということになる。
289 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 12:07 ID:sMJHKZZpMGpL: てこの原理 [編集]
詳細は「てこ」を参照

てこの原理に関する詳しい説明は別項に譲るが、てこの原理の説明において力点や作用点と言う言葉がでてくるのは、てこと言う系を力を伝える媒体と捕らえることによる。

遠隔力と力点・作用点 [編集]
力点と作用点を分けて考える考え方が分かりやすいのは、上記のような接触によって伝達される近接力の場合よりも、むしろ万有引力や電磁気力などの遠隔力の場合であろう。質点どおしの間に働く万有引力を例にとって、遠隔力の場合の力点・作用点の考え方について見てみよう。

空間に二つの質点AとBが、有限の距離dだけ離れて存在する場合を考える。それぞれの質量をm_{A},m_{B}とし、万有引力定数をGとすると、二つの質点間に働く万有引力の大きさFは、

F=G(m_{A}m_{B}/d^{2})

であるが、この力の力点・作用点はどうなるだろうか。

この場合、質点Aが質点Bに及ぼす万有引力の力点は質点Aであり、作用点は質点Bである。また質点Bが質点Aに及ぼす万有引力の力点は質点Bであり、作用点は質点Aである。

合力と力点・作用点 [編集]
ある物体に加わる複数の力の作用を一つの合力の形で表すことがあるが、この合力の作用点はどこであろうか。

じつは、一般に合力の作用点をただ一点に定めることはできない。一般の場合にできるのは、合力の作用線を決めることである。ただし、それぞれの力のベクトル和が0である場合、合力は0であり、作用点や作用線という概念は意味を持たない。しかし、このような場合でも物体を回転させることができる場合もあり、その代表的な例は偶力である。

ところで、大きさのある物体の重心は、その物体に働く重力の合力の作用点として定義される。これはどういうことだろうか。詳しい説明は省くが、物体の外部にある質点からその物体に働く重力の合力の作用線は、質点と物体の位置関係によらず必ずある一点を通るのである。この点こそが重力の合力の作用点であり、その物体の重心である。
290 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 12:07 ID:sMJHKZZpMGpL: ウェーバ http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A6%E3%82%A7%E3%83%BC%E3%83%90

ウェーバ（weber, 記号:Wb）は磁束の単位で、SI組立単位の一つである。ドイツの物理学者ヴィルヘルム・ヴェーバーにちなんで命名された。

ウェーバは、ある閉曲線を通過する磁束の変化とその閉曲線のまわりの電界とを関連づけるファラデーの電磁誘導の法則に基づいて定義することができる。1秒あたり1ウェーバの磁束の変化は、1ボルトの起電力を生ずる(E-B対応の場合)。

なお、現在では主流ではないE-H対応の電磁気学においては、磁荷を基本として磁気に関する理論を組立、この場合には1Wbは磁荷の大きさを表す単位として考えられる。E-H対応の理論においては、「真空中の磁荷A,Bの距離が1mのときに、6.3×10^{4}Nの力が生じ、かつ、A,Bの大きさが等しい時」の磁荷の大きさを1Wbと呼ぶ。(E-B対応とE-H対応を参照のこと)

SI基本単位で表すと、ウェーバの次元はkg・m^{2}・s^{-2}・A^{-1}となる。他の組立単位で表すと、V･sまたはT・m^{2}となる。

1ウェーバは、10^{8} マクスウェルに等しい。

ウェーバ
weber

記号 Wb
系国際単位系（組立単位）
量磁束
組立 V・s, T・m^{2}
定義 1Vの誘導起電力を生じるのに必要な1sあたりの磁束の変化量
語源ヴィルヘルム・ヴェーバー
291 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 12:09 ID:sMJHKZZpMGpL: 磁場　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%A3%81%E5%A0%B4

磁場（じば、magnetic field）は、電気的現象・磁気的現象を記述するための物理的概念である。工学分野では、磁界（じかい）ということもある。単に磁場と言った場合は磁束密度 Bもしくは、「磁場の強さ」Hのどちらかを指すものとして用いられるが、どちらを指しているのかは文脈により、また、どちらの解釈としても問題ない場合も多い。後述のとおりBとHは一定の関係にあるが、BとHの単位はSI単位系でそれぞれWb/m2, A/m であり、次元も異なる独立した二つの物理量である。なお、CGS単位系における、磁場（の強さ）Hの単位は、Oeである。この項では一般的な磁場の性質、及び‘ H ’を扱うこととする。

磁場は、空間の各点で向きと大きさを持つ物理量（ベクトル場）であり、電場の時間的変化または電流によって形成される。磁場の大きさは、+1のN極が受ける力の大きさで表される。磁場を図示する場合、N極からS極向きに磁力線の矢印を描く。

小学校などの理科の授業では、砂鉄が磁石の周りを囲むように引きつけられる現象をもって、磁場の存在を教える。このことから、磁場の影響を受けるのは鉄だけであると思われがちだが、強力な磁場の中では、様々な物質が影響を受ける。最近では、磁場や電場（電磁場、電磁波）が生物に与える影響について関心が寄せられている。

磁束密度と磁場の強さの関係 [編集]
磁場の強さ \mathbf{H} は物質中での磁場の様子を記す際に重要となる。磁束密度 \mathbf{B} との関係は次のようになる。

\mathbf{H}=(1/μ_{0})\mathbf{B}-\mathbf{M}

ここで、

μ_{0} : 真空の透磁率

\mathbf{M} : 磁化

である。

詳細は「磁化」を参照
292 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 12:09 ID:sMJHKZZpMGpL: 地磁気 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%9C%B0%E7%A3%81%E6%B0%97

地磁気（ちじき、英: geomagnetism）は、地球が持つ磁気及びそれにより地球上に生じる磁場の総称。ベクトル量であり、大きさと方向を持つ。大きさの単位には通常「nT（ナノテスラ）」が用いられる。

特徴 [編集]
地球の磁場は、概ね磁気双極子で近似でき（つまり、地球の中心に仮想的に置かれた一つの小さな強い棒磁石だけによって作られていると見なせる）、現在は北極部にS極、南極部にN極に相当する磁極がある。地球の双極子磁場は自転軸に対して約 10.2 度（2006年）傾いているため、地理上の極と磁極の位置にはずれがある。

地磁気のベクトルは、赤道付近を除けば、地面に対して平行ではなく、地面と斜めに交わるかたちになっている。ある地点において水平面と地磁気のベクトルとがなす角を伏角といい、地磁気が地面に向かって突き刺さる方向の場合がプラス、地面から出て行く向きの場合がマイナスとなるように定義される。伏角は、南半球のほとんどでマイナスで、南の磁極に近づくにしたがって -90 度に近づく。また、北半球のほとんどでプラスとなり、北の磁極に近づくにしたがって +90 度に近づく。ただし、地球磁場は双極子磁場とは完全には一致しないため、伏角が -90 度あるいは +90 度になる点は、地球双極子磁場の極とは一致しない。

一方、地磁気のベクトルを水平面に投影したときに、地理上の真北となす角は偏角と呼ばれる。偏角が現れるもっとも大きい要因は、地球の双極子磁場が自転軸に対して傾いていることである。しかし、やはり地球磁場が双極子磁場と完全には一致していないことから、偏角も双極子磁場の極の方向とは一致せず、伏角 +90 度の点の方向にもならない。例えば日本の場合、双極子の北極は、日本から見ると地理上の北極より少し東の方向になるが、偏角はやや西を向いている。
293 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 12:09 ID:sMJHKZZpMGpL: 発生原因 [編集]
地表で観測される磁場は、その大部分が、地球のコアに流れる電流に起因する。コアは金属鉄を主成分としており、電気伝導度が比較的高い。コアに一様に電流が流れると仮定すると、地磁気の双極子モーメントから予想される電流の強さは数十億アンペアにも達する。ただしコアは半径が 3,500 キロメートル弱と、地球半径の半分以上も占めており、きわめて巨大であるため、電流密度にすれば 1 平方メートルあたり数ミリアンペア程度である。

その他の原因としては、地殻が磁化していること、電離層に流れる電流、地殻やマントル、海水などに流れる電流、などがあげられるが、これらの寄与は一般には小さい。なお地球の深部は高温のため、鉄を含め、多くの強磁性鉱物はキュリー点を超えてしまい磁化を失う。したがって強く磁化しているのは地球のごく表層だけである。地球は大きな電磁石であるといえる。

強さ [編集]
地磁気の強さは場所によって異なり、磁力は 24,000 - 66,000 nT（0.24 - 0.66 ガウス）。赤道では弱く、高緯度地域では強い。東京付近は約45,000nTである[1]。
294 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 12:10 ID:sMJHKZZpMGpL: 変動 [編集]
地磁気は、常に一定ではなく、絶え間なく変化している。磁気嵐や、激しいオーロラが発生したときには、数秒から数日のスケールで激しく変化する。このような現象は、太陽風と関係がある。

磁気嵐やオーロラがない場合でも、一日周期で数十 nT 程度の変化が見られる。このような一日周期の変化を「日変化」と呼ぶ。日変化は太陽放射と関係がある。

以上は、地球外部の要因による変化であるが、地球の発生する磁場そのものがさまざまな時間スケールで変化していることも知られている。このうちもっとも劇的な変動は地磁気の逆転であろう。これは地磁気極の N 極と S 極が反転する現象で、古い火山岩などがもつ磁化を測定することで、過去の地磁気の様子を推定するという古地磁気学によって明らかにされた。地磁気は平均すると 100 万年に 1.5 回の割合で逆転を繰り返しているが、その割合はかなり不規則である。たとえば白亜紀には1千万年以上にわたり逆転のない期間があったと推定されている。

逆転よりももう少し変動の振幅が小さい、数年から数千年程度の時間スケールの磁場変動のことを「永年変化」と呼ぶ。地磁気は年々弱くなっており、ここ 100 年では約 6% 弱くなった。これはあと 1,000 年足らずで地磁気が消滅してしまうほどの減少率であるが、この程度の磁場変動は過去においてもそれほど珍しいものではない。

活火山の近くでは、マグマの活動に伴って地磁気が変化することがある。たとえば高温のマグマやマグマからの火山ガスが地下浅いところまで上昇すると岩石が熱消磁して、全磁力が消磁域の南側で減少、北側で増加する。このような地磁気変化は噴火活動の観測に使われている。
295 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 12:10 ID:sMJHKZZpMGpL: ダイナモ作用 [編集]
詳細は「ダイナモ理論」を参照

コアに流れる電流は、エネルギーの入力が何もなければ、電気抵抗のために減衰し、10 万年程度で消えてしまう。コアの電流を維持するしくみを、地球のダイナモ作用という。

地磁気を維持している根本の原因のひとつは、コアの冷却である。地球が誕生したときには、コアは溶融しており、液体の状態にあったと考えられる。現在も、地震波の伝わり方の特徴から、コアの大部分は液体状態のままであることがわかっている（一部固化して内核を形成している）。コアの表面の温度が下がると、熱収縮により密度が上昇し、コアの内部に沈み込もうとする。一方内部の熱い液体は上昇し、熱をマントルに捨てる。これがコアの熱対流運動である。

熱対流によって生じる運動エネルギーは、通常の発電機（ダイナモ）と同様、電磁誘導の原理によって、電磁気的なエネルギーに変換される。その過程は次のようにまとめられる。

1.コアに初期電流が流れる。
2.電流は周囲に磁場をつくる。
3.その磁場中で、液体鉄が熱対流運動し、誘導起電力を生じしめる。
4.その起電力により、電流が流れる。
296 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 12:10 ID:sMJHKZZpMGpL: 4の電流が初期電流を強めるならば、電流は指数関数的に増大する。ただし磁場中を電流が流れるとローレンツ力が発生し、それは熱対流を妨げる向きにはたらくので、電流と流速とは適当なバランスのもと、ある大きさに保たれる。

通常の発電機では、永久磁石がつくる静磁場をもとにして起電力を得ている。しかしコアの場合、自分自身に流れる電流のつくる磁場を用いて誘導起電力を得ている点が、きわめて特殊である。このような発電のしくみを自励ダイナモという。コアのダイナモ作用は熱力学および電磁流体力学によっておおむね記述できる。しかしこれは非線形過程であり、数学的に解析するのは容易ではない。そこで計算機をもちいた数値シミュレーションが1980年代から行われるようになった。とくに1990年代後半に至って、地球に近い環境下で、自発的に磁場が生成されうることが確認された。生成される磁場が自転軸に沿った双極子磁場で表されることや、逆転を含めた時間変動の特徴なども再現されている。
297 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 12:11 ID:sMJHKZZpMGpL: 利用 [編集]
地磁気の利用は古くから行われており、方位磁針を用いて方位を知るために用いられてきた（この場合得られるのは磁気方位であり、地理上の方位を得るためには磁気偏角で補正しなければならない）。また、伏角を利用して姿勢計測・制御を行うようなシステムも存在する。また、地磁気を利用したモーションコントロールセンサーも携帯電話等に実装例がある。渡り鳥や回遊性の海生動物の中には地磁気を方位を知る手段として利用していると考えられるものがある。
298 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 12:11 ID:sMJHKZZpMGpL: 勾配磁場コイル http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%8B%BE%E9%85%8D%E7%A3%81%E5%A0%B4%E3%82%B3%E3%82%A4%E3%83%AB

勾配磁場コイル（こうばいじばこいる、英語: gradient coil）とは、MRIにおいて重要な勾配磁場を生成するためのコイルである。勾配磁場とは、磁石が作る静磁場方向に勾配がある磁場のことで、これによってMRIから得られる信号に位置情報を付加することができる。グラディエントコイルとも呼ばれる。

MRI撮像中に一定周期で鳴る高い音は主に勾配磁場コイルがローレンツ力によって振動する音である。

勾配磁場コイルの種類 [編集]
勾配磁場コイルは用いられる磁石の形状やRFプローブの形状によって決定されることが多い。主に用いられるコイルの形状として平板型と円筒型が挙げられる。また、一般的にz軸方向コイル(longitudinal coil)とxy軸方向コイル(transverse coil)で電流分布が異なる。

RFコイル及び勾配磁場コイルはMRIの性能に大きく関わるため、現在でも活発に研究されている。

勾配磁場コイルに要求される主な要素は

線形性
電力効率
立ち上がり時間（時定数）
等などである。
299 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 12:12 ID:sMJHKZZpMGpL: 代表的な勾配磁場コイル [編集]
マックスウェル・コイル・ペア(maxwell coil pair)

代表的なz軸方向コイルであり、逆方向の電流の二つの円形コイルを重ねることによって作られる。半径とコイル間の距離は理論的に決まっており、

半径をrとしたとき、コイル間距離LはL=√{3r}と表すことができる。

このマックスウェル・コイル・ペアは線形性と電力効率が極めて良い。

直線電流

同様に代表的なxy軸方向のコイルである。同じ方向の電流を軸対称の位置に置くだけであり、原理は極めて単純である。

例として、コイル間ギャップLのy軸方向勾配磁場コイルの設計を考える。

y=aの位置にある直線電流が作る磁場B_{y}(r)は

B_{y}(a)=(Iμ_{0}/2πa)

で表すことができる。(アンペールの法則を用いれば明らかである。)

ここで、磁場が軸対称かつ原点で磁場がゼロになるようにすればよいので、

反対側に同様の直線電流を置けばよいだけであることがわかる。

B_{y}(a)+B_{y}(-a)=(Iμ_{0}/2πa)-(Iμ_{0}/2πa)=0

となり、条件を満たす。

つまり、この場合は同じ方向に流れる直線電流をy= ^{+}_{-}(L/2)の位置に置けばよいことがわかる。

ただし、数式からもわかるように、2本の直線電流では線形な領域が狭いため、普通は4本の直線電流を並べることによってより広い線形領域を確保している。
300 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 12:12 ID:sMJHKZZpMGpL: 荷電粒子 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%8D%B7%E9%9B%BB%E7%B2%92%E5%AD%90

荷電粒子（かでんりゅうし）とは、電荷を帯びた粒子のこと。通常は、イオン化した原子や、電荷を持った素粒子のことである。

核崩壊によって生じるアルファ線（ヘリウムの原子核）やベータ線（電子）は、荷電粒子から成る放射線である。質量の小さな粒子が電荷を帯びると、電界（電場）によって正と負の電荷が引き合ったり、反対に正と正、負と負が反発しあったりするクーロン力を受けたり、また磁界（磁場）中でこういった粒子が運動することで進行方向とは直角方向に生じる力を受けたりする。これら2つの力をまとめてローレンツ力というが、磁場によって生じる力のほうが大きい場合には電界による力を無視して、磁場の力だけをローレンツ力と言うことがある。厳密には正しくない。
301 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 12:12 ID:sMJHKZZpMGpL: 電気力線 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E6%B0%97%E5%8A%9B%E7%B7%9A

電気力線（でんきりきせん、line of electric force, electrical flux line）とは、ファラデーによって考え出された、電気力の様子を視覚的に表現する為の仮想的な線をいう。

1.電気力線は正の電荷から負の電荷へと向かう線として書く。
2.電荷のないところで途切れたり二つ以上の電気力線が交わったりすることはない。
3.ある閉曲面を通過する電気力線の本数はその閉曲面の内側に含まれる電気量に比例する。

とする。よって電気力線の密度が、弱い電気力の働く場所では疎に、強い電気力が働く場所では密となるように電気力線は引かれる。上記の条件のうち3番目のものには注意が必要である。電気力線は方向を持つ曲線であるから、曲面を通過する場合内側に向かうものと外側に向かうものが有る。ここで問題にしているのは閉曲面内の電気量と比例するのは内から外へ向かう電気力線の本数から外から内へ向かう電気力線の本数をひいたものである。これがマイナスになる場合閉曲面内の電荷は負である。閉曲面をただ貫くような電気力線は閉曲面内の電気量とは無関係である。

ここで、電気力線は一般的には電荷の有無とは無関係に存在する線であることに注意しなくてはならない。例えば磁束の変化があると、この電気力線が突然に出現するが、電荷は存在しない。もちろん上記の条件は守られるから磁束の変化によって生じた電気力線は閉曲線となる。

電気力線の集まりはファラデー管という。

円形電流

円の中心では円形電流の向きに右ねじをまわすと，そのねじの進む向きが磁界の向きとなります．
302 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 12:13 ID:sMJHKZZpMGpL: 磁束密度　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%A3%81%E6%9D%9F%E5%AF%86%E5%BA%A6

磁束密度（じそくみつど、magnetic flux density）とは、文字通り磁束の単位面積当たりの面密度のことであるが、単に磁場と呼ばれることも多い。記号 \mathbf{B} で表され、透磁率 μ と磁場の強さ \mathbf{H} の積である。磁場はベクトルであるので、磁束密度もまたベクトル量である。単位はテスラ(T)、もしくはウェーバ毎平方メートル（Wb/m^{2}）である。

定義 [編集]
磁束密度の定義で現在最も広く用いられているのは電流に作用する力によって定義する方法である。

空間上に試験電流即ち+1の大きさの電流が流れていたとき、単位長さ当たりに働く電磁気的な力をその点における磁束密度と定義する。

力は電流の大きさに比例することが実験により知られている。位置 \mathbf{x} に於いて、電流 I が流れている導線の長さ d\mathbf{l} の部分に作用する力 \mathbf{F} は以下で与えられる。

\mathbf{F}=Id\mathbf{l}*\mathbf{B}(\mathbf{x})

\mathbf{B(x)} が位置 \mathbf{x} に於ける磁束密度である。但し*は外積である。また、この時の\mathbf{F}は電磁力と呼ばれ、ローレンツ力の和である。

なお、磁束密度の定義に用いる電流や磁荷は周囲の磁性体を排除しないとする。巨視的な大きさをもち周囲の磁性体を押しのけるような導線や磁石が受ける力は、磁性体内の磁束密度ではなく磁場の強さによって決まる。
303 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 12:13 ID:sMJHKZZpMGpL: 透磁率 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%80%8F%E7%A3%81%E7%8E%87

透磁率（とうじりつ、magnetic permeability）または導磁率（どうじりつ）は、磁場（磁界）の強さ H と磁束密度 B との間の関係を B = μ H で表した時の比例定数 μ である。単位は[H/m](ヘンリー毎メートル)、あるいは[N/A^{2}](ニュートン毎平方アンペア)。

磁界の強さ H と磁束密度 B との関係、磁化曲線または B-H カーブの傾きになる。実用的な強磁性磁気材料では、磁化曲線はヒステリシスをもつので、透磁率は始め小さく（初透磁率）、その後大きくなる。

透磁率の大きい材料を芯につかえばより強力な電磁石になる。

真空の透磁率 μ_{0} との比 μ_{s}=μ/μ_{0} を比透磁率という。

μ_{0}=4π*10^{-7}=1.2566370614...*10^{-5}[H/m]

真空中の誘電率 ε_{0} と真空中の光速 c との間には

√{ε_{0}*μ_{0}}=(1/c)

という関係がある。

ちなみに、真空の透磁率は「心配無い」(4×π×10^{-7}の意)と覚えるのが簡単である。
304 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 12:13 ID:sMJHKZZpMGpL: 磁束 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%A3%81%E6%9D%9F

磁束（じそく、英語：magnetic flux、磁気誘導束とも言う）とは磁場中のある一定面積を通りぬける磁束線の垂直成分を足し合わせたものである。

右ねじの法則 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%8F%B3%E3%81%AD%E3%81%98%E3%81%AE%E6%B3%95%E5%89%87

右ねじの法則（みぎねじのほうそく）とは電流と磁場（磁束）の向きに関する法則。電流を右ねじが進む方向に直進させると、磁場が右ねじの回転方向に生じること。

右手を握って親指を立てたとき、親指の指す方向を電流の向きとすると親指以外の指の方向が磁場の向きに一致することから、右手の法則（みぎてのほうそく）とも呼ばれる（フレミング右手の法則ではない）。定量的な値を規定する法則ではなく、電磁気学を学習するにあたって記憶しやすい法則となっている。他に覚えやすさを重視した法則としてフレミングの法則などがある。

電流の向きを逆にすると磁場の向きも逆になる。たとえば水平に置かれた板の中心に導線を通し、導線を取り囲むように上下左右に方位磁針を配置して電流を流すと、方位磁針のN極は電流を追いかけるように向きを変える。
305 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 12:14 ID:sMJHKZZpMGpL: ローレンツ力 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%AD%E3%83%BC%E3%83%AC%E3%83%B3%E3%83%84%E5%8A%9B

ローレンツ力（ローレンツりょく、Lorentz force）は、電磁場中で運動する荷電粒子が受ける力のことである。

概要 [編集]

この力は

\mathbf{F}=q(\mathbf{E}+\mathbf{v}*\mathbf{B})

と表される。\mathbf{F} は荷電粒子が受ける力（これをローレンツ力と言う）、\mathbf{E} と\mathbf{B} は荷電粒子が存在する位置における電場と磁束密度（つまり磁場）である。q は荷電粒子の持つ電荷。v は荷電粒子の速度である。× は外積である。

上式で右辺第一項は電場中で荷電粒子が受ける力であり、第二項はビオ＝サバールの法則を一般化した形となっている。ここで荷電粒子が加速度運動している（ローレンツ力によっても加速度運動となっている）とすると、その荷電粒子自身による電磁場の効果が存在するが、その影響はごく小さい場合が多いので通常は無視されるか、ごく小さなものとして扱われる。すなわち、

\mathbf{F}=q(\mathbf{v}*\mathbf{B})

と近似することができる。

荷電粒子の速度 \mathbf{v} と磁場 \mathbf{B} の外積がローレンツ力 \mathbf{F} であることは、フレミング左手の法則で向きを確認できる。

名前はヘンドリック・ローレンツから。
306 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 12:14 ID:sMJHKZZpMGpL: 電荷 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E8%8D%B7

電荷（でんか、電気量）は、素粒子が持つ性質の1つである。電荷の量を電荷量という。電荷量のことを単に電荷と呼ぶこともある。電荷を持つ粒子のことを単に電荷と呼ぶこともある。

概要 [編集]
電荷量は正または負の値を取りうる。電荷量が正である電荷を正電荷といい、電荷量が負である電荷を負電荷という。陽子は正電荷を持つ。電子は負電荷を持つ。中性子は電荷を持たない。正電荷を持つ粒子のことを単に正電荷と呼んだり、負電荷を持つ粒子のことを単に負電荷と呼ぶこともある。その呼び方を使えば、陽子は正電荷であり、電子は負電荷である。

電子や陽子の持つ電荷量の絶対値を電気素量という。

磁性体 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%A3%81%E6%80%A7%E4%BD%93

磁性体（じせいたい）とは、平易には磁性を帯びる事が可能な物質であり、専門的には反磁性体・常磁性体・強磁性体の3つに分けられるので、すべての物質が磁性体であるといえるが、普通は強磁性体のみを磁性体と呼ぶ。比較的簡単に磁極が消えたり反転してしまう磁性体は軟質磁性体と呼ばれ、そうでない磁性体は硬質磁性体と呼ばれる[1]。

代表的な磁性体に酸化鉄・酸化クロム・コバルト・フェライトなどがある。

固体状態のものは磁石として、電動機の界磁として使用される。硬質材料の円盤上に磁性粉を塗布あるいは蒸着したものがハードディスク装置というコンピュータの記憶装置に用いられる。柔軟な合成ゴムにまぜて板状にするとマグネットシートになり、液体にコロイド分散させると磁性流体となる。医療分野では強力な磁力を使ったMRIやごく微弱な磁力を利用するSQUIDの形で実用化されている。新しい情報記憶素子のMRAMなどを含むスピントロニクスと呼ばれる科学研究分野が注目されている。
307 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 12:14 ID:sMJHKZZpMGpL: 磁化 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%A3%81%E5%8C%96

磁化（じか）とは

現象としての磁化

1.外部から物質に磁場をかけた際に、その物質の周囲に新たに磁場が誘起される。物質がこのように磁場を持つようになる現象を磁化という。
2.特に強磁性体を 1. により永久磁石にすることを磁化という場合もある。

物理量としての磁化

1.物質が磁化したときに、物質が持つ単位体積あたりの磁気モーメントのことを磁化ないしは磁化ベクトルと呼ぶ。その物理的な意味は、磁石としての強さ、どれだけ磁場に引き付けられるかということである。

磁化という現象 [編集]
金属の針を一定の方向に磁石でこすると、その針は磁石の性質を持つようになる。この針を発泡スチロールの土台にのせて水に浮かべると、針は南北の方向を指し、方位磁針になっていることがわかる。このように物質が磁気的性質を持つことを磁化と呼ぶ。

磁化（物理量）の定義 [編集]
巨視的な定義 [編集]
ある場所の磁化 \mathbf{M} は、そこの周囲に物質が何も無い真空であったと仮定した際の磁場 \mathbf{H}_{0} （これはその場所の磁束密度 \mathbf{B} を真空の透磁率 μ_{0} で割ったものに等しい）から実際に観測された磁場 \mathbf{H} を差し引いたものである。

\mathbf{M}=\mathbf{H}_{0}-\mathbf{H}=(1/μ_{0})\mathbf{B}-\mathbf{H}

強磁性体を除く磁性体では磁場がそれほど強くない範囲で磁化 \mathbf{M} は磁場 \mathbf{H} と比例する。この比例定数 χ を磁化率あるいは磁気感受率という。

\mathbf{M}=χ\mathbf{H}

上の二式から \mathbf{M} を消去すると

\mathbf{B}=μ_{0}\mathbf{H}+μ_{0}χ\mathbf{H}=μ_{0}(1+χ)\mathbf{H}=μ\mathbf{H}

となり、磁束密度と磁場も比例する。この比例定数 μ は透磁率という。また (1 + χ) は透磁率 μ と真空の透磁率 μ_{0} の比であり比透磁率という。なお、この式は電束密度と電場の式とも対応する。そこで誘電分極に対応する μ_{0}χ\mathbf{H} は磁気分極と呼ばれる。
308 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 12:15 ID:sMJHKZZpMGpL: 微視的な定義 [編集]
固体の物質は原子や結晶格子などの単位が集まって構成されている。一つ一つの単位が持つ磁気モーメントを \mathbf{μ} とし、その全体的な平均値を〈\mathbf{μ}〉と書くことにする。磁化は次のように定義される。

\mathbf{M}=(N/V)<\mathbf{μ}>

ただし、N は固体を構成する単位の数、V は固体の体積である。

強磁性体の自発磁化 [編集]
物質が磁化すると、その磁気モーメントがもとの磁場と作用して力が発生する。これが磁力である。物質が磁石にくっつくか、くっつかないかは物質の磁化のしやすさ、つまり磁化率の大きさによって決まる。

一般の物質は磁石に付く付かないに関わらず、原子レベルで見れば、周囲に磁場が無くても磁気モーメントを持っている。常磁性体では、それぞれの原子で磁気モーメントの向きがランダムであるので、物体全体としてはそれらが打ち消しあって磁化が0であるように見えている。ここに磁場をかけると磁気モーメントの向きが磁場と同じ方向にそろい、磁化が生じる。
309 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 12:15 ID:sMJHKZZpMGpL: 強磁性体では隣り合った原子の間に磁気モーメントの向きをそろえようとする相互作用が働いている。そのため、各原子の磁気モーメントの向きが自発的にそろい、磁場をかけなくても磁化をもつ。これを自発磁化という。この磁気モーメントがそろっている領域は光学顕微鏡で確認できる程度の大きさであり磁区と呼ばれる。磁区と磁区の間は磁壁という徐々に自発磁化の向きが移り変わる領域で隔てられている。物質内のそれぞれの磁区の持つ磁化の向きはランダムに異なっているため、磁場をかける前の状態では、磁化は物質全体で見ると0となる。

磁場をかけると磁場に沿った磁化を持つ磁区が拡大し、それ以外の磁区が縮小するように磁壁が移動する。その結果磁場に沿った磁化が打ち消されなくなり、物質全体として見ても磁化が生じる。ある程度より強い磁場をかけると物質内がただ1つの磁区となるため、それ以上磁化が増えなくなる。この時の磁化を飽和磁化という。

また、強磁性体ではかけた磁場を切っても、最初の磁化が無い状態には戻らず磁化が残る。この磁化を残留磁化という。そして、この性質をヒステリシス（磁気ヒステリシス）とよぶ。外部の磁場と物質の磁化をグラフの軸に取ると磁化の履歴を表す特徴的な曲線が描ける（ヒステリシス曲線）。物質の温度が上がると磁気モーメントをそろえる効果よりもランダムな熱振動のほうが大きくなり、自発磁化は消えてしまう。この温度をキュリー温度という。

永久磁石は強磁性体に残留磁化を持たせたものである。カセットテープはこの残留磁化の向きで情報を記録している。また、磁鉄鉱のような鉱物はマグマから冷却して生成するときに地磁気によって磁化される。この残留磁化を調べることで古代の大陸移動の様子を知ることができる。
310 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 12:15 ID:sMJHKZZpMGpL: 強磁性 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%BC%B7%E7%A3%81%E6%80%A7%E4%BD%93

強磁性 (きょうじせい、Ferromagnetism) とは、隣り合うスピンが同一の方向を向いて整列し、全体として大きな磁気モーメントを持つ物質の磁性を指す。そのため、物質は外部磁場が無くても自発磁化を持つことが出来る。

室温で強磁性を示す単体の物質は少なく、鉄、コバルト、ニッケル、ガドリニウム（18℃以下）である。

単に強磁性と言うとフェリ磁性を含めることもあるが、日本語ではフェリ磁性を含まない狭義の強磁性をフェロ磁性と呼んで区別することがある。なおフェロ (ferro) は鉄を意味する。

物理的起源 [編集]
磁性イオン間の交換積分が正である場合、交換相互作用はスピンが互いに揃うように作用し、強磁性を示すことになる。

強磁性体の性質 [編集]
強磁性体は、ある温度以上になるとスピンがそれぞれ無秩序な方向を向いて整列しなくなり、常磁性を示すようになる。この転移温度を、キュリー温度（Curie Temperature、キュリー点とも言う）と呼ぶ。

キュリー温度以上では、磁化率（帯磁率）をχ、絶対温度をT、常磁性キュリー温度をθ_{p}としたとき、

χ=(C/T-θ_{p})

となる。これを、キュリー・ワイスの法則 (Curie-Weiss law) と呼ぶ。Cは比例定数であり、これはキュリー定数と呼ばれる。
311 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 12:16 ID:sMJHKZZpMGpL: 強磁性体の物理 [編集]
磁性体とは磁場をかけると磁気を生じる物質であるが、反磁性、常磁性、強磁性の3種類の磁性体の内、ここでは強磁性体がなぜ強磁性を持つのかを中心に関連する現象を説明する。

電子スピンによる磁性 [編集]
不対電子（ふついでんし）多くの原子が2つずつ対となる電子を電子軌道に留めている。これら、対となる電子はその各電子のスピンをそれぞれの電子がお互いに打ち消しあうために、外部から見て磁気は発生しない。つまりヘリウム原子は1s軌道に2つの電子が入って対（つい）となっているので磁気は生じない。水素原子は1s軌道に電子が1つしかない、つまり不対電子であるために磁気を生じる。これは、単独の原子の場合であるが、たとえばヘリウム原子はイオンとなってHe^{+}の状態では1sに不対電子が生じるので磁気が生じる。また、水素原子も2つ集まったH2という水素分子になれば、共有結合の1s電子がお互いの1s軌道を埋めあうために不対ではなくなり磁気は生じなくなる。水素分子H2が酸素原子Oと化合した水分子H2Oも水素原子の1s軌道が少し曲がったくらいでは磁気は生じない。

より重い原子では、3d軌道や4f軌道に不対電子があるために磁性が生じている場合が多い。その典型は、鉄である。26Fe^{3+}は3d軌道の1個と4s軌道の2個の電子が欠けることで3d軌道の5個の電子がすべて不対電子となる。これは受け入れられる電子が多い電子軌道の特徴的な差であり、単純なs軌道では対となればスピンを打ち消しあうがd軌道では5つの電子がすべて同じ方向のスピンを持っており強い磁性を発揮する。3d軌道に外殻電子を持つ原子がイオンとなると鉄同様の強い磁気を持つ。これらのイオン原子を磁気イオンという。22Ti^{3+}、24Cr^{3+}、25Mn^{2+}が磁気イオンである。面白いことにd軌道の閉殻となる数10の半数の5がちょうど26Fe^{3+}でここで磁気のピークとなりあとはd軌道に（6は欠番）7個電子が入った27Co^{2+}、8個入った28Ni^{2+}、9個入った29Cu^{2+}と続き、不対電子が減ることで順に磁気は弱くなる。30Zn^{2+}では3d軌道に電子が10個すべて埋まるために不対電子が無くなって磁気は発生しなくなる。
312 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 12:16 ID:sMJHKZZpMGpL: ここ迄は、原子や分子、イオン単体の場合であるが、もっと大きな集団の場合を考える。磁気イオンがイオン結晶となれば、磁性は各磁気イオンに温存されるので磁気は局在して発生する。これを局在電子という。またイオン状態ではなく鉄などの強磁性体が単なる金属のかたまりとなった場合は、金属特有の伝導電子が原子の間に漂っているので、不対電子が局在できず、そのために磁気は金属全体に広がって発生する強磁性の電子伝導モデルといわれる状態になる。

交換相互作用 [編集]
詳細は「交換相互作用」を参照

原子軌道上のスピンを持った電子が不対電子か対電子かで磁気が生じるか生じないかが決まるのが量子論的なモデルであるが、これとは全くべつな磁性体の見方がある。すべての原子が独立してスピン磁石を持っておりその原子の間にはある決まった規則が存在すると仮定することで、反磁性、常磁性、強磁性の3種類の磁性体の違いを説明するモデルである。つまり、反磁性を示す物質は内部の原子の間で一番近い原子間ではスピン磁石は逆になるという相互作用が働く、強磁性を示す物質は内部の原子の間でお互いのスピン磁石の方向をそろえるように相互作用が働く、という理屈である。これが交換相互作用とよばれる。

フラストレーション [編集]
詳細は「フラストレーション (磁性体)」を参照

おそらく反強磁性体内部で起きていると仮定している各電子のスピン方向に関する仮想のストレス。スピン配列での安定度に関して、最も安定になろうとスピン同士が向きを調整した後でも残ったひずみのこと。反強磁性体内部では周りのスピンに対して反平行になろうとそれぞれが向きを調整するが、立体の中ですべてが反平行にはなれないために、どうしてもひずみが残る。
313 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 12:16 ID:sMJHKZZpMGpL: フェリ磁性体 [編集]
詳細は「フェリ磁性」を参照
フェリ磁性体とは内部に強磁性体と反強磁性体の部分をあわせ持つ磁性体である。酸化物の磁性体でフェライトと呼ばれるFeO･Fe2O3、MnO･Fe2O3、、NiO･Fe2O3、、CoO･Fe2O3が代表である。前半分（FeOやMnOの部分）の2価の磁気モーメントだけが残り磁性に寄与するのでこちらは強磁性体となり、後ろ半分（Fe2O3）は3価の鉄イオンのスピン電子が反平行で反強磁性体である。たとえばFeO･Fe2O3、は1+0=1となって差し引き1つだけが磁気となって現れる。別にフェリ磁性を示す代表として絶縁性のフェリ磁性体である鉄ガーネット（ザクロ石ともいう）M3･Fe5O12がある（MにはFeやMnが入る）。具体的にはイットリウム鉄ガーネット（YIG）Y3･Fe5O12である。後半のFe5の中では3個と2個のFeが反平行を向いているので、差し引き1個の磁気モーメントが残る。

ヘリカル磁性体 [編集]
内部の層ごとに磁性の方向が回るようにずれてゆき、らせんを描くように磁性の向きが変わってゆく磁性体をヘリカル磁性体と呼ぶ。希土類金属に例がある。スピンのフラストレーションを最小にしようと自己組織化した結果最も安定な配向に落ち着いたのがらせんとなった。

スピングラス [編集]
詳細は「スピングラス」を参照

金や銀、銅などの非磁性物質に鉄などの電子スピンを持った物質（磁性不純物という）を混ぜると、スピンの向きがばらばらなまま分散する。このまま合金として冷え固まるとアモルファスとなり、まるでガラスの内部で結晶が微小なまま固まったように、微小な電子スピンを持った磁性不純物が、あるところでは強磁性を、あるところでは反強磁性を、ばらばらに示す磁気構造が出来上がる。そのスピンがガラスのように空間的に方向がばらばらになって固まっているので、スピングラスと言う。それぞれのスピンには周りのスピンに対してフラストレーションが生じている。
314 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 12:17 ID:sMJHKZZpMGpL: メタ磁性体 [編集]
反強磁性体の一種で、磁化の特性が突然進んで突然飽和してしまうもの。中にはCsFeCl3のように細かなステップになるものもある。

新発見された強磁性体 [編集]
2004年に炭素同素体でカーボンナノフォームの強磁性体が発表された。室温では数時間後にはその現象は消失してしまったが、低温ではより長く続いた。その物質は半導体でもあり、ホウ素と窒素の等電子化合物（isoelectronic compounds）のような同じような性状の物質も強磁性体ではないかと考えられる。ZnZr2という合金も28.5K（-244.65C）では強磁性体となる。

用途 [編集]
永久磁石
高透磁率材料
磁気記録媒体
315 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 12:17 ID:sMJHKZZpMGpL: 反磁性体 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%8F%8D%E7%A3%81%E6%80%A7%E4%BD%93

反磁性（はんじせい、Diamagnetism）とは、磁場をかけたとき、物質が磁場の逆向きに磁化され（＝負の磁化率）、磁場とその勾配の積に比例する力が、磁石に反発する方向に生ずる磁性のことである [1] 。反磁性体は自発磁化をもたず、磁場をかけた場合にのみ反磁性の性質が表れる。反磁性は、1778年にバーグマン (S. J. Bergman) によって発見され、その後、1845年にファラデーがその性質を「反磁性」と名づけた。

原子中の対になった電子（内殻電子を含む）が必ず弱い反磁性を生み出すため、実はあらゆる物質が反磁性を持っている。しかし、反磁性は非常に弱いため、強磁性や常磁性といったスピンによる磁性を持つ物質では隠れて目立たない。つまり、差し引いた結果の磁性として反磁性があらわれている物質のことを反磁性体と呼ぶに過ぎない。

このように、ほとんどの物質において反磁性は非常に弱いが、超伝導体は例外的に強い反磁性を持つ（後述）。なお、標準状態において最も強い反磁性をもつ物質はビスマスである。
316 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 12:17 ID:sMJHKZZpMGpL: 歴史 [編集]
1778年、バーグマン (S. J. Bergman) がビスマスとアンチモンが磁場に反発することを発見した。

1845年、ファラデーはすべての物質は本来、印加磁場に対して何らかの反磁性的な反応をすると考え、「反磁性」という用語を作った。

1895年、ジョゼフ・ラーモアは反磁性を古典的に説明した（ラーモア反磁性）。

1911年、ニールス・ボーアは反磁性の古典的な説明が不可能であることを証明した（ボーア＝ファン・リューエンの定理）。

1933年、マイスナーは超伝導状態の物質は、非常に強い反磁性を有することを発見した。この現象はマイスナー効果として知られている。

反磁性の効果 [編集]
反発 [編集]
物質の持つ反磁性による効果として、反磁性体に磁石などを近づけたとき反発する現象がある。これは、蛇口から細く静かに出した水に強力な磁石を近づけると、磁石を避けるように水が曲がるという実験により確認することができる。この振る舞いは、弱い二つの磁石の同極同士を近づけたときと似ている。しかし反磁性を持つ物質に現れる反発力は近づける磁石の極性によらず、どちらの極にも反発するという点で決定的に異なっている。

このような違いはなぜ現れるのかと言うと、反磁性という性質が、外部磁場の影響により、物質自体が周りの磁場を打ち消す方向の極性の磁石になるという性質であるからである。このようにして現れた物質の磁力は、外部磁場が存在すると言うこと自体に由来しているため外部磁場の消滅と共に消滅する。また、反磁性体に強い磁場を印加しても、その反磁性体が（強磁性体のように）自発磁化を持つことはない。
317 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 12:18 ID:sMJHKZZpMGpL: 浮上 [編集]
反磁性による反発力を利用して、非常に強い磁場をかけると、反磁性体を磁気浮上させることができる。例えば実験室などで15～20T程度の磁場を発生させ物質にかけると、水を多く含んだりんごや卵、生物などを浮かせることができる。また、反磁性の強い熱分解カーボンやビスマスなどは、磁力の強いネオジム磁石を用いた室温実験でも十分浮上させることができる。

モーゼ効果 [編集]
水は弱い反磁性体であるため、水を入れた容器の中心に強力な磁石を入れると水が左右へと分かれる現象が生じる。この現象は1993年に発見され[2]、旧約聖書『出エジプト記』のモーセにちなみモーゼ効果 (Moses Effects) とよばれている。一方、常磁性を持つ液体で同様の実験を行うと、逆に容器の中心に液体が集まるという現象を確認できる。この現象を逆モーゼ効果 (reverse Moses effect) とよぶ[3]。
318 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 12:18 ID:sMJHKZZpMGpL: 反磁性の強さ [編集]

反磁性による力は一般的に小さいため、本来反磁性体であるはずの物質が、物理を専門としない人に非磁性であると誤解されている場合がある。例えば反磁性の性質を示す代表的な物質として水や銅、木などがある。また、石油やプラスチックのような大半の有機物も反磁性を示す。さらに水銀や金、ビスマスのように内殻電子の多い重い金属にも反磁性を示すものが少なくないが、これらは非磁性であるとみなされていることが多い。しかし普段は反磁性体と意識しないような物質についても、非常に強い外部磁場のもとではその反磁性が強くあらわれる（反磁性の効果を参照）。なお、物質の反磁性を測定するとき、僅かな強磁性の不純物を含んでいただけで全く違う結果になることがある。これは、強磁性の効果の方が反磁性よりも桁違いに大きいからである。

反磁性体は1よりも小さい透磁率と、0よりも小さい磁化率を有する。よって磁場に反発するが、反磁性は非常に弱い性質のため、日々の生活で確認することはできない。例えば、水の磁化率はχ_{v} = -9.05×10^{-6}である。最も強い反磁性を有する物質はビスマスであり、その磁化率はχ_{v} = -1.66×10^{-4}である。また、熱分解グラファイト（熱分解黒鉛）は一次元的なχ_{v} = -4.00×10^{-4}という磁化率を有するという報告がある。しかしこれらの強い反磁性体においても、その磁化率は常磁性体や強磁性体の磁化率に比較すると非常に小さいオーダーである。

超伝導体はその内部から完全に磁場を排除する（マイスナー効果）ため、完全反磁性体 (χ_{v} = -1) と考えられている。

身近な物質の反磁性磁化率[4]

物質名 χ_{m}=K_{m}-1×10^{-5}

ビスマス -16.6
水 -0.91
水銀 -2.9
炭素 -1.6
(グラファイト)
炭素 -2.1
(ダイヤモンド)
鉛 -1.8
銀 -2.6
銅 -1
319 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 12:18 ID:sMJHKZZpMGpL: 超伝導体の完全反磁性 [編集]
例外的に強い反磁性を持つのが超伝導体である。超伝導体は第一種超伝導体と第二種超伝導体にわけられるが、このうち第一種超伝導体の内部には磁束が侵入できない（マイスナー効果）。すなわち第一種超伝導体の内部では完全に磁場が打ち消されており、磁化率がちょうど-1である。このような性質を完全反磁性という。

第二種超伝導体は強力な磁石の上に静止して浮上する。このとき、第二種超伝導体は完全反磁性（マイスナー効果）の性質により浮力を得て、更に第二種超伝導体のピン止め効果によって静止力を得ている。

反磁性の原因 [編集]
反磁性の起源を古典的に説明すると、物質に磁場を加えたとき、その電磁誘導によって物質中の荷電粒子（実質的には電子）に円運動が誘発され、一種の永久電流が流れ続ける。この電流は、磁場が弱くなる方向へ磁場と磁場勾配に比例した力（ローレンツ力）を生じるとともに、レンツの法則に従い外部の磁場を打ち消す方向に磁場を生み出す。この円運動の挙動はジョゼフ・ラーモアによって1895年に研究され、さらにポール・ランジュバンによって定式化されたので、これをラーモア反磁性、もしくはランジュバンの反磁性という。これは誰もまだ原子がどのように構成されているかを知らない時代であったにもかかわらず、反磁性の性質や発生する力の大きさを良く説明し、実験との一致はすばらしいものがあった。

この古典的な説明は、すべての導体が実質的に反磁性を示すことからも推測できる。変化する磁場に置かれた導体には、電磁誘導によって自由電子に円運動が起こり（誘導電流）、この電流によって磁場の変化とは反対向きの誘導磁場が生じるとともに、磁場と磁場勾配に比例した力（ローレンツ力）を生じ、導体の運動や磁場の変化に抵抗する力になる。この現象は物質の反磁性と良く似ている。
320 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 12:19 ID:sMJHKZZpMGpL: ラーモアらの理論から計算すれば、すべての物質は電子を持つのでその磁性には多かれ少なかれ反磁性の寄与があり、ほとんどのものは磁化率にして10^{-5}程度のオーダーしかない極めて小さいものであることがわかる。

このように、反磁性は古典的な範囲で説明されたかのように思われていたが、ニールス・ボーアは古典力学で計算すると熱平衡の状態で磁性がゼロになることを1911年に見いだした（ボーア＝ファン・リューエンの定理）。このため、反磁性の説明は量子力学に取って代わられたが、量子力学から厳密に導かれた結果はラーモアらの理論と正確に一致していた。量子力学によれば、不対電子が存在しない物質は弱い反磁性となり、不対電子によるスピンが存在する物質は常磁性や強磁性などの性質が顕著になる。

なお、金属中の自由電子については量子論的な取り扱いによる定式化がレフ・ランダウによってなされている。そのため、金属の電子による反磁性は、ランダウ反磁性とよばれている。
321 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 12:19 ID:sMJHKZZpMGpL: 反磁性磁場配向 [編集]
ベンゼン環の面に対して垂直に磁場をかけると、レンツの法則によって磁場を打ち消そうとベンゼン環に沿って電流が流れる。これにより、ベンゼン環などを含む有機物では、他の物質よりも大きな反磁性が発生することがある。

更にグラファイトのようなベンゼン環の集まりの物体には、磁場に対してねじれ力が働く。これが反磁性磁場配向である。実際には、反磁性磁場配向を観測するには、強力な磁場が必要である。
322 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 12:19 ID:sMJHKZZpMGpL: 電磁誘導　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E7%A3%81%E8%AA%98%E5%B0%8E

電磁誘導（でんじゆうどう、英語：electromagnetic induction）とは磁束が変動する環境下に存在する導体に電位差（電圧）が生じる現象である。また、このとき発生した電流を誘導電流という。

一般にはマイケル・ファラデーによって1831年に誘導現象が発見されたとされるが、先にジョセフ・ヘンリーに発見されている。また、フランセスコ・ツァンテデシ（Francesco Zantedeschi）が1829年に行った研究によって既に予想されていたとも言われる。

ファラデーは閉じた経路に発生する起電力が、その経路によって囲われた任意の面を通過する磁束の変化率に比例することを発見した。すなわちこれは導体によって囲われた面を通過する磁束が変化した時、すべての閉回路には電流が流れることを意味する。これは、磁束の強さそれ自体が変化した場合であっても導体が移動した場合であっても適用される。

電磁誘導は発電機、誘導電動機、変圧器など多くの電気機器の動作原理となっている。
323 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 12:19 ID:sMJHKZZpMGpL: 誘導電流　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%AA%98%E5%B0%8E%E9%9B%BB%E6%B5%81

　　　　　　　　導体が動いた方向

磁界の方向　<　　 ^
　　　　　　　＼　|
　　　　　　　　＼|
　　　　　　　　／
　　　　　　　／
　　　　　　<
電流の流れる方向

誘導電流（ゆうどうでんりゅう）とは、閉回路に電磁誘導が生じる際に発生する電流である。金属板に渦状に生じるものを渦電流という。

向き [編集]
フレミング右手の法則より、親指を導体の動いた方向、人差し指を磁場の方向としたとき、中指の方向に流れる。
レンツの法則より、誘導電流の原因を妨げる方向と一致する。

用途 [編集]

発電機、ダイナモ
誘導電動機
変圧器
電磁調理器（IHクッキングヒーター）
電気自動車などの回生ブレーキによる充電
金属探知機
ピックアップ (楽器)(エレクトリック・ギター、エレクトリックベースなど)

損失・問題点 [編集]
渦電流損渦電流による電気エネルギーの損失。
雷の電磁パルスによる誘導電流によって、雷サージが発生する。
太陽嵐による誘導電流によって、送電線の電流が乱れる。
324 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 12:20 ID:sMJHKZZpMGpL: レンツの法則　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%AC%E3%83%B3%E3%83%84%E3%81%AE%E6%B3%95%E5%89%87

レンツの法則とは、19世紀のロシアの物理学者、ハインリヒ・レンツによって発見された電磁誘導に関する法則。

何らかの原因によって誘導電流が発生する場合、電流の流れる方向は誘導電流の原因を妨げる方向と一致するというもの。例えばコイルに軸方向から棒磁石を近づけると誘導電流が流れる。コイルに電流が流れると磁場が生じるが、この磁場はレンツの法則が示唆する向き、すなわち棒磁石の接近を妨げる向きとなる。

ブレーキへの応用 [編集]
渦電流が発生すると、レンツの法則よりブレーキ力が発生する。

渦電流式ディスクブレーキ：非接触式のブレーキ
渦電流式レールブレーキ：レールに渦電流を発生させる非接触式のブレーキ
電磁吸着ブレーキ：レールに渦電流を発生させる接触式のブレーキ

ファラデーの電磁誘導の法則　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%95%E3%82%A1%E3%83%A9%E3%83%87%E3%83%BC%E3%81%AE%E9%9B%BB%E7%A3%81%E8%AA%98%E5%B0%8E%E3%81%AE%E6%B3%95%E5%89%87

ファラデーの電磁誘導の法則(ファラデーのでんじゆうどうのほうそく,英語: Faraday's law of induction)とは、電磁誘導において、1つの回路に生じる誘導起電力の大きさはその回路を貫く磁界の変化の割合に比例するというもの。ファラデーの誘導法則ともよばれる。また、ファラデーの電気分解の法則との混同のおそれのない場合は、単にファラデーの法則と呼称されることもある。

相互誘導 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%9B%B8%E4%BA%92%E8%AA%98%E5%B0%8E

相互誘導（そうごゆうどう、英: mutual induction）は電磁気学における現象の1つ。二つのコイル（インダクタンス）が磁気的に結合しているとき、2つのコイルに流れる電流が互いに影響を及ぼす現象。

その特性は相互インダクタンス（単位はヘンリー）で表される。この現象を応用したものにトランスがある。
325 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 12:20 ID:sMJHKZZpMGpL: インダクタンス http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A4%E3%83%B3%E3%83%80%E3%82%AF%E3%82%BF%E3%83%B3%E3%82%B9

インダクタンス（inductance）は、巻線などにおいて電流の変化が誘導起電力となって現れる性質である。誘導係数、誘導子とも言う。

誘導係数には自己誘導係数と相互誘導係数の2種類がある。両者は観察者の立場による違いであり、全く別物であるわけではない。

インダクタンス
inductance

量子号 L
次元 M L^{2} T^{-2} I^{-2}
種類スカラ
SI単位 H
326 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 12:26 ID:sMJHKZZpMGpL: >>92

http://www.ichigobbs.org/cgi/15bbs/economy/1592/228-230

高校化学の電池の復習 >>34-92
高校物理の静電気の復習 >>94-132, >>134
高校物理の電流の復習 >>137-258
高校物理の電流と電磁気の復習 >>260-325

Excite tanslation http://www.excite.co.jp/world/english/

TxtReader http://homepage3.nifty.com/ppc_soft/TxtReader/
Windows Media Encorder 9 Series
http://www.microsoft.com/downloads/details.aspx?FamilyID=5691ba02-e496-465a-bba9-b2f1182cdf24&displayLang=ja
327 ：名無しさんの冒険：2011/10/17(Mon) 18:32 ID:0i9GLz20LUQH: >>92

発電機FARADAY
http://www.ichigobbs.org/cgi/15bbs/economy/1592/228-230
http://www.ichigobbs.org/cgi/15bbs/economy/1592/284

高校化学の電池の復習 >>34-92
高校物理の静電気の復習 >>94-132, >>134
高校物理の電流の復習 >>137-258
高校物理の電流と電磁気の復習 >>260-325

Excite tanslation http://www.excite.co.jp/world/english/

TxtReader http://homepage3.nifty.com/ppc_soft/TxtReader/
Windows Media Encorder 9 Series
http://www.microsoft.com/downloads/details.aspx?FamilyID=5691ba02-e496-465a-bba9-b2f1182cdf24&displayLang=ja
329 ：名無しさんの冒険：2011/10/18(Tue) 21:32 ID:IoIGc2X1ipVL: >>92

発電機FARADAY
http://www.ichigobbs.org/cgi/15bbs/economy/1592/228-230
http://www.ichigobbs.org/cgi/15bbs/economy/1592/284-285

高校化学の電池の復習 >>34-92
高校物理の静電気の復習 >>94-132, >>134
高校物理の電流の復習 >>137-258
高校物理の電流と電磁気の復習 >>260-325

Excite tanslation http://www.excite.co.jp/world/english/

TxtReader http://homepage3.nifty.com/ppc_soft/TxtReader/
Windows Media Encorder 9 Series
http://www.microsoft.com/downloads/details.aspx?FamilyID=5691ba02-e496-465a-bba9-b2f1182cdf24&displayLang=ja
330 ：名無しさんの冒険：2011/10/21(Fri) 02:52 ID:RzvycdinWK2B: >>328

キーワード：交流，磁束，誘電起動力，磁界，交流電圧，交流電流，周波数，円運動，交流の実効値，変圧器，消費電力，三角法，時間，電力，送電線，交流回路，コイル，コンデンサー，起電力，電源，キルヒホッフの第二法則，代数和，インピーダンス，直流，電磁波，共振，電気振動，直列回路，同位相，共振周波数，振動回路，振動電流，固有周波数，固有周期，ヘルツ，電磁波の速さ，電磁波の種類，波長，振動数，極長波，長波，中波，短波，超短波，極超短波，センチ波，ミリ波，船舶，航空機，通信，国内ラジオ放送，遠距離ラジオ放送，FMラジオ放送，テレビ放送，センチ波，電話中継，レーダー，赤外線，熱エネルギー，熱線，赤外線写真，可視光線，光学機械，紫外線，殺菌，X線，γ線，医療検査，材料検査，電磁波の特徴，電界，電磁誘導の法則，電磁波の偏り，光，偏光フィルター．

竹内均，1989，基礎からよくわかる物理--pp243-266--，旺文社．
331 ：名無しさんの冒険：2011/10/21(Fri) 03:32 ID:RzvycdinWK2B: >>330

誤

誘電起動力

正

誘導起動力
332 ：名無しさんの冒険：2011/10/21(Fri) 03:38 ID:RzvycdinWK2B: >>330, >>331

誤

誘導起動力

正

誘導起電力
335 ：名無しさんの冒険：2011/10/25(Tue) 21:50 ID:lRA/CI3E1Ucs: トップページ > 政策・施策 > 国民の基本的な権利の実現 > 登記 > 登記事項の作成例一覧
http://www.moj.go.jp/MINJI/MINJI50/minji50-01.html

２　合資会社・合名会社・合同会社関係
0102合資・設立.txt　http://www.moj.go.jp/MINJI/MINJI50/0102.txt

http://www.moj.go.jp/ONLINE/COMMERCE/11-2.html

証明書等の申請書

１　登記事項証明書（代表者事項証明書を含む。）・登記簿謄抄本・概要記録事項証明書交付申請書

申請書様式
ＰＤＦ　http://www.moj.go.jp/content/000072260.pdf
Ｅxcel　http://www.moj.go.jp/content/000072261.xls
記載例　ＰＤＦ http://www.moj.go.jp/content/000072262.pdf

会社・法人の登記簿謄抄本又は登記事項証明書（代表者事項証明書を含む）の交付１通 700円
（１通の枚数が５０枚を超えるものについては，700円にその超える枚数５０枚までごとに100円を加算した額）

２　登記事項要約書交付・閲覧申請書

申請書様式

ＰＤＦ　http://www.moj.go.jp/content/000072263.pdf
Ｅxcel　http://www.moj.go.jp/content/000072264.xls
記載例　ＰＤＦ http://www.moj.go.jp/content/000072265.pdf

登記事項要約書の交付１通 500円
（１通の枚数が５０枚を超えるものについては，500円にその超える枚数５０枚までごとに50円を加算した額）

３　印鑑証明書交付申請書

申請書様式

ＰＤＦ　http://www.moj.go.jp/content/000072267.pdf
Ｅxcel　http://www.moj.go.jp/content/000072268.xls
記載例　ＰＤＦ http://www.moj.go.jp/content/000072269.pdf

登記簿又は登記申請書の閲覧１登記用紙（１社）又は１事件（１申請） 500円
336 ：名無しさんの冒険：2011/10/25(Tue) 21:50 ID:lRA/CI3E1Ucs: ４　印鑑証明書及び登記事項証明書交付申請書
（登記事項証明書と印鑑証明書を同時に請求される場合にお使いください）

申請書様式

ＰＤＦ　http://www.moj.go.jp/content/000072270.pdf
Ｅxcel　http://www.moj.go.jp/content/000072271.xls
記載例　ＰＤＦ http://www.moj.go.jp/content/000072272.pdf

資格証明書（登記事項に変更がないこと及びある事項の登記がないことの証明）の交付１件（１通） 500円

印鑑に関する届出

５　印鑑カード交付申請書

申請書様式

ＰＤＦ　http://www.moj.go.jp/content/000011595.pdf
Ｅxcel　http://www.moj.go.jp/content/000011596.xls
記載例　ＰＤＦ http://www.moj.go.jp/content/000011584.pdf

印鑑証明書の交付１通 500円

６　印鑑（改印）届書

申請書様式

ＰＤＦ　http://www.moj.go.jp/content/000011576.pdf
Ｅxcel　http://www.moj.go.jp/content/000011577.xls
記載例　ＰＤＦ http://www.moj.go.jp/content/000011585.pdf

７　印鑑・印鑑カード廃止届書

申請書様式

ＰＤＦ　http://www.moj.go.jp/content/000011578.pdf
Ｅxcel　http://www.moj.go.jp/content/000011579.xls
記載例　ＰＤＦ http://www.moj.go.jp/content/000011586.pdf

トップページ > 法務省の概要 > 各組織の説明 > 内部部局 > 民事局 > 登記-商業・法人登記- > 会社法の施行に伴う会社登記についてのＱ＆Ａ
http://www.moj.go.jp/MINJI/minji92.html

トップページ > 法務省の概要 > 各組織の説明 > 内部部局 > 民事局 > 登記-商業・法人登記- > 商業・法人登記申請
http://www.moj.go.jp/ONLINE/COMMERCE/11-1.html
337 ：名無しさんの冒険：2011/10/25(Tue) 21:52 ID:lRA/CI3E1Ucs: 雇用保険と労働保険，健康保険，厚生年金保険の４つの社会保険の手続き

○ 雇用保険被保険者資格取得届等申請時の電子公文書取得マニュアル
http://shinsei.e-gov.go.jp/mhlw/manual_electronic_archives1.pdf
○ 取得した電子公文書の取扱いについて
http://shinsei.e-gov.go.jp/mhlw/manual_electronic_archives2.pdf
労働保険料申告書（年度更新申告）マニュアル
http://shinsei.e-gov.go.jp/mhlw/nendo_shinsei_manual.pdf

e-Gov電子申請システム＞一括申請＞対象手続一覧
http://shinsei.e-gov.go.jp/menu/collectively/list.html
対象手続一覧
一括申請を受け付けている行政手続は以下の通りです。（2011年4月12日現在）

社会保険関係手続
労働保険関係手続（雇用保険被保険者資格取得届（連記式を含む））
労働保険適用徴収関係手続（（労働）保険関係成立（継続））
338 ：名無しさんの冒険：2011/10/25(Tue) 21:52 ID:lRA/CI3E1Ucs: 健康保険・厚生年金保険の手続き

健康保険・厚生年金保険適用関係届書・申請書一覧　http://www.sia.go.jp/sinsei/iryo/index.htm

【１】事業所を設立し、健康保険・厚生年金保険の適用を受けようとするとき
健康保険・厚生年金保険新規適用届 http://www4.sia.go.jp/sinsei/iryo/format/01.pdf
【２】強制適用とならない事業所が健康保険・厚生年金保険の適用をうけようとするとき
健康保険・厚生年金保険任意適用申請書 http://www4.sia.go.jp/sinsei/iryo/format/02.pdf
手続き等　http://www4.sia.go.jp/sinsei/iryo/syosai/01-02.pdf
【８】従業員を採用したとき
健康保険・厚生年金保険被保険者資格取得届 http://www4.sia.go.jp/sinsei/iryo/format/08.pdf
手続き等　http://www4.sia.go.jp/sinsei/iryo/syosai/08.pdf
【１１】定時決定のため、４月～６月の報酬月額の届出を行うとき
健康保険・厚生年金保険被保険者報酬月額算定基礎届 B5サイズ http://www4.sia.go.jp/sinsei/iryo/format/11.pdf
健康保険・厚生年金保険被保険者報酬月額算定基礎届総括表 A4サイズ http://www4.sia.go.jp/sinsei/iryo/format/11-2.pdf
手続き等
【１４】賞与を支給したとき
健康保険・厚生年金保険被保険者賞与支払届総括表 http://www4.sia.go.jp/sinsei/iryo/format/14.pdf
手続き等　http://www4.sia.go.jp/sinsei/iryo/syosai/14-15.pdf
【１６】育児休業等を取得し、保険料の免除を受けようとするとき
健康保険・厚生年金保険育児休業等取得者申出書 http://www4.sia.go.jp/sinsei/iryo/format/16.pdf
手続き等　http://www4.sia.go.jp/sinsei/iryo/syosai/16.pdf
【２０】被保険者の住所に変更があったとき
健康保険・厚生年金保険被保険者住所変更届（国民年金第３号被保険者住所変更届）
http://www4.sia.go.jp/sinsei/iryo/format/20.pdf
手続き等　http://www4.sia.go.jp/sinsei/iryo/syosai/20.pdf
339 ：名無しさんの冒険：2011/10/25(Tue) 21:53 ID:lRA/CI3E1Ucs: 中小企業庁　トップページ商業・地域サポート商業・物流支援
http://www.chusho.meti.go.jp/shogyo/shogyo/buturyuu_ABC.htm

物流コストの下げ方がわかります！「物流ＡＢＣ準拠による物流コスト算定・効率化マニュアル」

Ⅰ-1　物流施設内活動費を算定する
1.　施設内活動費を算定する

Step1　アクティビティ設定

選択アクティビティ定　　義
TRUE 1000 入　　荷
FALSE 1001 ケース荷受け・検品ケース品を取り下し、検品・仮置きする
FALSE 1002 ピース荷受け・検品ピース品を取り下し、検品・仮置きする
FALSE 1003 大物荷受け・検品大物を取り下して、検品・仮置きする（ケース品、ピース品とも異なる荷役/取扱を必要とする大きな商品があれば区分する）
FALSE 1004 コンベア格納コンベアにより入荷品を保管場所へ移動し、格納する
FALSE 1005 フォークリフト格納入荷品をフォークリフトにより保管場所へ移動し、格納する
FALSE 1006 台車・手荷役格納台車または手荷役により保管場所へ移動し、格納する
FALSE 1007 大物格納大物を保管場所へ移動し、格納する
FALSE 1008 上記以外の作業があればこのセルに直接作業内容を記入し、左欄のチェックボックスをクリックしチェック（選択）を入れてください。

TRUE 2000 保　　管
FALSE 2001 平置き保管床へパレットを直置きして保管する
FALSE 2002 ラック保管ラックに保管する
FALSE 2003 上記以外の作業があればこのセルに直接作業内容を記入し、左欄のチェックボックスをクリックしチェック（選択）を入れてください。
340 ：名無しさんの冒険：2011/10/25(Tue) 21:54 ID:lRA/CI3E1Ucs: TRUE 3000 出　　荷
FALSE 3001 ピッキング準備ピッキングリストの仕分け、段ボール組み立て、コンテナ組み立てなどのピッキング事前準備作業を行う
FALSE 3002 ケースピッキングケース単位でピッキングして、次の工程に送る
FALSE 3003 ピースピッキングピース単位でピッキングし、コンテナなどに入れて次の工程に送る
FALSE 3004 大物ピッキング特殊荷役が必要な大物をピッキングして次の工程に送る
FALSE 3005 ケース目視検品ケース出荷品の品名、数量などを目視で確認して、次の工程に送る
FALSE 3006 ケース機械検品ケース出荷品をバーコード・スキャンによって検品して、次の工程に送る
FALSE 3007 ピース目視検品ピース出荷する商品の品名、数量などを目視検品して、次の工程に送る
FALSE 3008 ピース機械検品ピース出荷する商品をバーコード・スキャンによって検品して、次の工程に送る
FALSE 3009 大物目視検品大物を目視検品して、次の工程に送る
FALSE 3010 大物機械検品大物をバーコード・スキャンによって検品して、次の工程に送る
FALSE 3011 段ボール箱梱包ピッキングした商品を出荷用の段ボール等に詰め直し、梱包材などを詰めて封緘する
FALSE 3012 大物梱包大物を梱包して移動,仮置きする
FALSE 3013 行き先別仕分け出荷品行き先別に仕分けして移動、仮置きする
FALSE 3014 荷札を貼る荷札、荷扱い表示シールなどを貼る
FALSE 3015 上記以外の作業があればこのセルに直接作業内容を記入し、左欄のチェックボックスをクリックしチェック（選択）を入れてください。

TRUE 4000 流通加工
FALSE 4001 値札付け顧客の要望により値札を作成して商品に付ける
FALSE 4002 袋詰め顧客の要望により商品を小分けして、袋などに詰める
FALSE 4003 個別包装顧客の要望により個別商品を１つ１つ包装する
FALSE 4004 チラシ類の封入商品に宣伝用チラシ、カードなどを封入する
FALSE 4005 販促品の取り付け商品に販促品などを取り付ける
FALSE 4006 上記以外の作業があればこのセルに直接作業内容を記入し、左欄のチェックボックスをクリックしチェック（選択）を入れてください。
341 ：名無しさんの冒険：2011/10/25(Tue) 21:54 ID:lRA/CI3E1Ucs: TRUE 5000 返　　品
FALSE 5001 返品受入れ・検品返品を受入れ、品名、数量を確認する
FALSE 5002 再生再び商品として出荷できるように、箱を替えるなどの処理を行う
FALSE 5003 棚戻し通常商品と同じ保管場所に戻す
FALSE 5004 仕入れ先返品仕入れ先に返品する手続きをし、返品する
FALSE 5005 上記以外の作業があればこのセルに直接作業内容を記入し、左欄のチェックボックスをクリックしチェック（選択）を入れてください。

TRUE 6000 情報処理
FALSE 6001 ピッキングリストの作成受注情報から、ピッキングのためのリストを作成する
FALSE 6002 納品伝票の作成納品伝票を作成する
FALSE 6003 荷札の作成荷札をプリンターで出力したり、手書きで作成する
FALSE 6004 上記以外の作業があればこのセルに直接作業内容を記入し、左欄のチェックボックスをクリックしチェック（選択）を入れてください。

TRUE 7000 管理業務、その他
FALSE 7001 管理業務施設管理業務全般
FALSE 7002 片付け、清掃作業場の後片付けや清掃を行う
FALSE 7003 保管品の整理保管商品の配置換え、整理整頓を行う
FALSE 7004 上記以外の作業があればこのセルに直接作業内容を記入し、左欄のチェックボックスをクリックしチェック（選択）を入れてください。
342 ：名無しさんの冒険：2011/10/25(Tue) 21:55 ID:lRA/CI3E1Ucs: Ⅰ-1　物流施設内活動費を算定する
　　　　1.　施設内活動費を算定する

　　　　Step2　投入要素設定

　　　　１．投入要素「人」
　　　　投入要素　　選択　　　　投入要素　補足説明
　　　　正社員　　　　　　あなたの会社の正社員のことです。正社員が少しでも物流業務に従事しているならば、投入要素として選択します。
　　　　パート・アルバイト　　　　　　あなたの会社が雇用しているパートやアルバイトのことです。賃金や経費などに多少の格差があっても、まとめて捉えて構いません。
　　　　外部委託（管理者）　　　　　　外部委託先が雇用し、この施設には管理者として派遣されている人のことです。
　　　　外部委託（作業者）　　　　　　外部委託先が雇用し、この施設には作業者として派遣されている人のことです。
　　　　上記以外の投入要素があればこのセルに直接記入し右欄の「投入」ボタンを押して下さい。

　　　　２．投入要素「スペース」
　　　　投入要素　　　　　　投入要素　補足説明
　　　　スペース（土地・建物）　　投入　　　　物流業務に使用している「土地」、「建物」のことです。
343 ：名無しさんの冒険：2011/10/25(Tue) 21:55 ID:lRA/CI3E1Ucs: ３．投入要素「機械設備」
　　　　投入要素　　選択　　　　投入要素　補足説明
　　　　フォークリフト　　　　　　パレットごと荷役を行う車両のことです。ハンドリフトなど手でパレット荷役するための機器は除きます。
　　　　ラック（棚）　　　　　　棚やラックなど、保管用に常時設置されている設備のことです。
　　　　コンベア　　　　　　ケースなどをその上に載せて移動させるための機器です。
　　　　ハンディターミナル　　　　　　バーコードをスキャンし、ピッキングや検品を行なう際に使用する携帯機器のことです。
　　　　デジタルピッキングシステム　　　　　　ピースピッキングのために、情報システムが導入され、ラックや台車にピッキング品目、数量などが表示されるものです。
　　　　製函機　　　　　　平段ボールを箱に組み立てる機械のことです。
　　　　梱包用機械　　　　　　梱包用に導入している機械。複数あっても梱包専用であれば、全てまとめてください。
　　　　検品用機械　　　　　　検品用に導入している機械。複数あっても検品専用であれば、全てまとめてください。
　　　　電話・FAX　　　　　　物流業務のための電話・FAXです。出荷指示が伝えられてくるような場合には、投入要素として選択します。
　　　　パソコン　　　　　　物流業務のためのパソコンです。ピッキングリスト、納品書の作成などに使用している場合には投入要素として選択します。
　　　　プリンター・コピー機　　　　　　物流業務のためのプリンターやコピー機です。ピッキングリストや納品書などの印字に使用している場合には投入要素として選択します。
　　　　上記以外の投入要素があればこのセルに直接記入し右欄の「投入」ボタンを押して下さい。
344 ：名無しさんの冒険：2011/10/25(Tue) 21:56 ID:lRA/CI3E1Ucs: ４．投入要素「資材消耗品」
　　　　投入要素　　選択　　　　投入要素　補足説明
　　　　用紙（ピッキングリスト）　　　　　　ピッキングリストの出力のための用紙のことです。
　　　　用紙（納品伝票）　　　　　　納品伝票の用紙のことです。
　　　　段ボール箱　　　　　　納品用の段ボールのことです。巻き段ボールなども含めます。
　　　　緩衝材　　　　　　出荷時に商品の損傷を防ぐために使うシート、紙、エアチューブなどのことです。
　　　　封緘材　　　　　　出荷の際、コンテナや段ボールの封緘に利用するもの（ＰＰバンド、ホチキス、ガムテープなど）のことです。
　　　　値札　　　　　　商品に貼って納品するために使用する値札のことです。
　　　　ラベル　　　　　　値札以外の、商品に貼ったり付けたりして納品するために使用するラベルのことです。
　　　　値札付け器具　　　　　　商品に値札を付けるために使用する器具のことです。
　　　　ラベル付け器具　　　　　　ラベルを貼るために使用する器具のことです。
　　　　包装紙　　　　　　流通加工に利用する包装材のことです。特定の顧客専用の包装紙などを指します。
　　　　荷札　　　　　　納品のために届出先の住所や品名、数量などを記入したものです。
　　　　構内荷役用コンテナ　　　　　　構内荷役や保管に利用するコンテナのことです。折りたたみコンテナも含めます。
　　　　出荷用コンテナ　　　　　　出荷に利用するコンテナのことです。折りたたみコンテナも含めます。
　　　　パレット　　　　　　構内荷役や保管、出荷時に利用するパレットのことです。
　　　　台車　　　　　　商品やコンテナ、パレットを載せて移動する手荷役用の機器のことです。
　　　　ロールボックス　　　　　　商品やコンテナを載せて移動するための手荷役用の機器です。
　　　　上記以外の投入要素があればこのセルに直接記入し右欄の「投入」ボタンを押して下さい。
345 ：名無しさんの冒険：2011/10/25(Tue) 21:57 ID:lRA/CI3E1Ucs: Ⅰ-1　物流施設内活動費を算定する
　　　　1.　施設内活動費を算定する

　　　　Step3　投入要素別コスト設定

　　　　１．投入要素「人」
　　　　投入要素　　月間コスト（単位：円）　　算定すべき費用
　　　　正社員　　　　"給与・賞与、退職給付引当金、交通費、福利厚生費、
教育研修費など"
　　　　パート・アルバイト　　　　賃金・賞与、交通費、福利厚生費、教育研修費、募集費など
　　　　外部委託（管理者）　　　　委託費
　　　　外部委託（作業者）　　　　委託費
　　　　上記以外の投入要素があればこのセルに直接記入し右欄の「投入」ボタンを押して下さい。
　　　　上記以外の投入要素があればこのセルに直接記入し右欄の「投入」ボタンを押して下さい。
　　　　投入要素月間コスト合計

　　　　２．投入要素「スペース」
　　　　投入要素　　月間コスト（単位：円）　　算定すべき費用
　　　　スペース（土地・建物）　　　　"（土地）
自社保有…固定資産税
賃借…賃借料
（建物）
自社保有…減価償却費、光熱費、水道代、保険料など
賃借…賃借料、光熱費、水道代、保険料など"
346 ：名無しさんの冒険：2011/10/25(Tue) 21:57 ID:lRA/CI3E1Ucs: ３．投入要素「機械設備」
　　　　投入要素　　月間コスト（単位：円）　　算定すべき費用
　　　　フォークリフト　　　　"自社保有…減価償却費、燃料費、保険料、修繕費など
賃借…賃借料（リース料）、燃料費、保険料、修繕費など"
　　　　ラック（棚）　　　　"自社保有…減価償却費、修繕費など
賃借…賃借料（リース料）、保険料、修繕費など"
　　　　コンベア　　　　"自社保有…減価償却費、光熱費、修繕費など
賃借…賃借料（リース料）、保険料、修繕費など"
　　　　ハンディターミナル　　　　"自社保有…減価償却費、光熱費、修繕費など
賃借…賃借料（リース料）、光熱費、修繕費など"
　　　　デジタルピッキングシステム　　　　"自社保有…減価償却費、光熱費、修繕費など
賃借…賃借料（リース料）、光熱費、修繕費など"
　　　　製函機　　　　"自社保有…減価償却費、光熱費、修繕費など
賃借…賃借料（リース料）、光熱費、修繕費など"
　　　　梱包用機械　　　　"自社保有…減価償却費、光熱費、修繕費など
賃借…賃借料（リース料）、光熱費、修繕費など"
　　　　検品用機械　　　　"自社保有…減価償却費、光熱費、修繕費など
賃借…賃借料（リース料）、光熱費、修繕費など"
　　　　電話・FAX　　　　"自社保有…減価償却費、光熱費、通信費、修繕費など
賃借…賃借料（リース料）、光熱費、通信費、修繕費など"
　　　　パソコン　　　　"自社保有…減価償却費、光熱費、通信費、修繕費など
賃借…賃借料（リース料）、光熱費、通信費、修繕費など"
　　　　プリンター・コピー機　　　　"自社保有…減価償却費、光熱費、修繕費など
賃借…賃借料（リース料）、光熱費、修繕費など"
　　　　上記以外の投入要素があればこのセルに直接記入し右欄の「投入」ボタンを押して下さい。
347 ：名無しさんの冒険：2011/10/25(Tue) 21:57 ID:lRA/CI3E1Ucs: 投入要素月間コスト合計

　　　　４．投入要素「資材消耗品」
　　　　投入要素　　月間コスト（単位：円）　　算定すべき費用
　　　　用紙（ピッキングリスト）　　　　状況に応じた金額
　　　　用紙（納品伝票）　　　　状況に応じた金額
　　　　段ボール箱　　　　状況に応じた金額
　　　　緩衝材　　　　状況に応じた金額
　　　　封緘材　　　　状況に応じた金額
　　　　値札　　　　状況に応じた金額
　　　　ラベル　　　　状況に応じた金額
　　　　値札付け器具　　　　状況に応じた金額
　　　　ラベル付け器具　　　　状況に応じた金額
　　　　包装紙　　　　状況に応じた金額
　　　　荷札　　　　状況に応じた金額
　　　　構内荷役用コンテナ　　　　状況に応じた金額
　　　　出荷用コンテナ　　　　状況に応じた金額
　　　　パレット　　　　状況に応じた金額
　　　　台車　　　　状況に応じた金額
　　　　ロールボックス　　　　状況に応じた金額
　　　　上記以外の投入要素があればこのセルに直接記入し右欄の「投入」ボタンを押して下さい。
348 ：名無しさんの冒険：2011/10/25(Tue) 21:58 ID:lRA/CI3E1Ucs: 投入要素月間コスト合計

　　　　Ⅰ-2　輸送費を算定する
　　　　2.　輸送費を算定する

　　　　Step9　輸送コスト設定

　　　　①　　運送事業者の積合せ便による輸送費を算定します
　　　　　　※以下の輸送手段別に月間支払金額、輸送重量、伝票枚数を記入して下さい。
　　　　　　　　支払運賃　　　　輸送重量　　　　伝票枚数
　　　　　　積合せ便（特別・一般）　　　　円　　　　ｋｇ　　　　枚
　　　　　　宅配便　　　　円　　　　ｋｇ　　　　枚
　　　　　　バイク便　　　　円　　　　ｋｇ　　　　枚

　　　　②　　貸切トラックによる輸送費を算定します
　　　　　　※車種別に、月間の支払運賃と延べ使用台数（台数×日数）を記入して下さい。
　　　　　　　　支払運賃　　　　延べ使用台数
　　　　　　2トン以下の貸切トラック　　　　円　　　　台
　　　　　　2～4トン以下の貸切トラック　　　　円　　　　台
　　　　　　4～6トン以下の貸切トラック　　　　円　　　　台
　　　　　　6～8トン以下の貸切トラック　　　　円　　　　台
　　　　　　8～10トン以下の貸切トラック　　　　円　　　　台
　　　　　　10トン超の貸切トラック　　　　円　　　　台

　　　　③　　自家用トラックによる輸送費を把握します
　　　　　　※車種別の保有台数と、以下の費用（月額）を調べて記入してください
　　　　　　　　ワゴン車　　"2トン以下の
自家用トラック"　　"2～4トン以下の
自家用トラック"　　"4～6トン以下の
自家用トラック"　　"6～8トン以下の
自家用トラック"　　"8～10トン以下の
自家用トラック"　　"10トン超の
自家用トラック"　　合計
　　　　　　保有台数　　　　　　　　　　　　　　　　台
　　　　　　1台あたり月間稼働日数（平均）　　　　　　　　　　　　　　　　日

　　　　　　ドライバー人件費　　　　　　　　　　　　　　　　円
　　　　　　車両費　　　　　　　　　　　　　　　　円
　　　　　　運行費　　　　　　　　　　　　　　　　円
349 ：名無しさんの冒険：2011/10/25(Tue) 21:58 ID:lRA/CI3E1Ucs: Ⅰ-1　物流ABCコスト算定
　　　　1.　施設内活動費を算定する

　　　　Step4　処理量設定
　　　　　　　　　　　　施設稼動日数　　　　　日

　　　　　　アクティビティ　　処理量　　単位　　数量
　　　　1000　　入　　荷　　　　　　1日目　　2日目　　3日目
　　　　2000　　保　　管
　　　　3000　　出　　荷
　　　　4000　　流通加工
　　　　5000　　返　　品
　　　　6000　　情報処理

　　　　Ⅰ-1　物流施設内活動費を算定する
　　　　1.　施設内活動費を算定する

　　　　Step5　投入要素「人」使用割合設定

　　　　Ⅰ-1　物流施設内活動費を算定する
　　　　1.　施設内活動費を算定する

　　　　Step6　投入要素「スペース」使用割合設定

　　　　　　アクティビティ　　総使用面積　（単位：㎡）

　　　　1000　　入　　荷
　　　　3000　　出　　荷
　　　　4000　　流通加工
　　　　5000　　返　　品

　　　　Ⅰ-1　物流施設内活動費を算定する
　　　　1.　施設内活動費を算定する

　　　　Step7　投入要素「機械設備」使用割合設定

　　　　TRUE　　アクティビティ　　"1日平均
作業時間"
　　　　TRUE
　　　　1000　　入　　荷
　　　　2000　　保　　管
　　　　3000　　出　　荷
　　　　4000　　流通加工
　　　　5000　　返　　品
　　　　6000　　情報処理
　　　　7000　　管理業務、その他
350 ：名無しさんの冒険：2011/10/25(Tue) 21:59 ID:lRA/CI3E1Ucs: Ⅰ-1　物流施設内活動費を算定する
　　　　1.　施設内活動費を算定する

　　　　Step8　投入要素「資材消耗品」使用割合設定

　　　　　　アクティビティ

　　　　1000　　入　　荷
　　　　2000　　保　　管
　　　　3000　　出　　荷
　　　　4000　　流通加工
　　　　5000　　返　　品
　　　　6000　　情報処理
　　　　7000　　管理業務、その他
351 ：名無しさんの冒険：2011/10/25(Tue) 22:00 ID:lRA/CI3E1Ucs: ヤマト運輸トップ＞料金・お届け予定日検索＞宅急便運賃一覧表＞関東
http://www.kuronekoyamato.co.jp/estimate/kanto.html

サイズ関東から関東の価格

60　 740
80　 950
100　1160
120　1370
140　1580
160　1790

◆サイズ区分
サイズ 3辺計重　量
60サイズ　60ｃｍ迄　2kg迄
80サイズ 80ｃｍ迄 5kg迄
100サイズ 100ｃｍ迄 10kg迄
120サイズ 120ｃｍ迄 15kg迄
140サイズ 140ｃｍ迄 20kg迄
160サイズ 160ｃｍ迄 25kg迄

クール宅急便料金
サイズ料　金
60サイズ +210円
80サイズ +210円
100サイズ +310円
120サイズ +610円

翌朝10時までの確実なお届け

宅急便タイムサービス料金
サイズ料　金
60サイズ　+300円
80サイズ +600円
100サイズ +900円
120サイズ +1,200円
140サイズ +1,500円
160サイズ +1,800円
355 ：名無しさんの冒険：2011/10/25(Tue) 22:15 ID:lRA/CI3E1Ucs: 経済指標発表予定 http://www.foreland.co.jp/marketreport/calendar_detail.html
モーニングスター [各国経済指標] http://www.morningstar.co.jp/news/market/index.html
SDR Interest Rate Calculation http://www.imf.org/external/np/fin/data/sdr_ir.aspx
Quick 円金利スワップレート平均値 http://money.quick.co.jp/kinri/
東京証券取引所 http://www.tse.or.jp/index.html
東京工業品取引所 http://www.tocom.or.jp/jp/index.html
東京穀物商品取引所 http://www.tge.or.jp/japanese/

ロイター.co.jp http://jp.reuters.com/
ブルームバーグ http://www.bloomberg.co.jp/
Reuters > Markets http://www.reuters.com/finance/markets/us
Bloomberg http://www.bloomberg.com/

日本銀行 http://www.boj.or.jp/index.html/
FRB: Board of Governaors of the Federal Reserve System http://www.federalreserve.gov/
ECB: European Central Bank http://www.ecb.int/home/html/index.en.html
IMF: International Monetary Fund http://www.imf.org/external/index.htm

Google http://www.google.co.jp/
357 ：名無しさんの冒険：2011/10/29(Sat) 23:19 ID:ei26Mkhwgdq/: 中小企業のポータルサイト・経革命広場｜ビジネス文書テンプレート集
http://www.keikakuhiroba.net/service/format/form_top.html

TOP 　>Office 総合　>Microsoft Office テンプレート集
http://www.microsoft.com/business/smb/ja-jp/template/default.mspx

KINGSOFT Office2010 テンプレート集(Excel/Spreadsheets編) [ダウンロード]
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プラットフォーム: Windows

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358 ：名無しさんの冒険：2011/10/30(Sun) 12:58 ID:i0jQHFWxRRcl: 萌えるよな・・・俺は右がタイプだ。+．(・∀・)．+ω http://hemn.me/tube14.html
360 ：腕白：2011/11/07(Mon) 18:52 ◆Q9TkW6ekbI ID:GtGEAiX4+Te7: 中小企業庁　http://www.chusho.meti.go.jp/index.html
361 ：名無しさんの冒険：2011/11/26(Sat) 15:09 ID:i94oSUDZt25Q: クハ211－2007　熱海方形式板、製造会社銘板が盗難されていた。
東京方運転台後ろの形式版は現存。
形式板は両面テープ？の跡が痛々しい。

今後、盗品が流通しないようにここに記す。
362 ：名無しさんの冒険：2011/11/28(Mon) 14:13 ID:jsc9cy3/aQ7/: 2chで話題のやつです(*´ω`)＄ http://gffz.biz/
363 ：名無しさんの冒険：2011/12/07(Wed) 13:32 ID:OrHvMabHlR23: お小遣いあげるからメールしておいで(´-ω-)★ http://ktjg.net/index.html
364 ：名無しさんの冒険：2011/12/26(Mon) 05:30 ID:Fnvj+LFSEU1V: べっ、べつにアンタのためじゃないんだからね！+．(・∀・)．+♂ http://s.64n.co/
366 ：腕白：2013/07/23(Tue) 22:40 ◆yTLbwEHGes ID:Supp00D71uSN: 特許庁　標準技術集

http://www.jpo.go.jp/shiryou/s_sonota/hyoujun_gijutsu.htm
369 ：名無しさんの冒険：2013/08/03(Sat) 16:31 ID:u03WjNRuEFWD: これは一般的な伝説のUggのブーツです、最初は彼女が個人的に醜いかさばる外観が理解できないとなりましたが、このような人気のブーツ、ユーラシアの土地であり、完全に今ある世界が人気のスタイルをホイップしている、ヨーロッパやアメリカで主流の料理この突風がもたらした。ニューバランスシューズ http://jpnewbalance.arita-co.jp/
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376 ：名無しさんの冒険：2013/11/06(Wed) 14:15 ID:Mc2mvUa+Zbo4: When we think of crooks, photographs of criminals crawling in to households and also apartments rentals spring to mind. ドクターマーチンアウトレット http://www.yournizamabad.com/ ドクターマーチンアウトレット,Still you can find brand new burglars which could consider much more in comparison with your money or maybe items. ポーターバッグ http://www.yournalgonda.com/ ポーターアウトレット,If your private information crumbles into the arms of the identity thief, your own in addition to budget is usually ruined. ダコタ財布レディース http://www.walkingisraelis.com/ ダコタ財布,Identity thieves occurs label or maybe information that is personal, such as your own Social Security number, driver's license quantity, credit card facts, as well as additional economic account information without having your personal choice, generally opening brand-new credit rating trading accounts within their victims' labels.
377 ：名無しさんの冒険：2013/11/06(Wed) 22:05 ID:0EbXaC6X3N0F: sdvo803 http://l.bruggers.net/gvkf - Canada Goose Online selected homme goose leather jacketshop canada goose jackets online?http://woww.it/-2dk - canada goose parkas online shop canada goose montrealshop canada goose new yorkshop canada goose nycshop canada goose onlineshop canada goose online canadashop canada goose usasnow goose apparelsnow goose clothing.kjtj079 http://mrch.me/qxro - Cheap Canada Goose amiu134 http://xn--17g.ws/cbhu - Cheap Canada Goose snow goose clothing canadasnow goose clothing company,http://bang.to/12z83 - Canada Goose coats snow goose clothing uksnow goose coatsnow goose coats salesnow goose hunting clothingsnow goose jacket canada.jlfr523 http://linkedcyber.com/11o8q - canada goose negozi milano foym480 http://f2mm.de/xh - canada goose jassen outlet snow goose jacket uksnow goose jacketssnow goose jackets canada. http://chopurl.zzl.org/3qi - Canada Goose outlet snow goose jackets onlinesnow goose jackets sale,ewoy201 http://icke.so/536i - doudoune canada goose femme snow goose jackets womenssnow goose outerwear?http://michtnr.at/5yyt - Canada Goose Kopen spesielt for pelsen p氓 canada goose-jakkenespirit blue canada goose jacket mensporting life canada goose freestyle vestsporting life canada goose jacket.urkd142 http://hishort.com/b49u- - Canada Goose sale sporting life canada goose jacketssporting life canada goose salesporting life canada goose womens,http://jdivert.com/19rgi - canada goose jackets uk ubfzc2729? http://linkedcyber.com/n1a7l - Canada Goose Outlet stores selling canada goose jackets in torontostores that sell canada goose jacket in toronto,http://301url.us/kkz2 - Discount canada goose sale supreme leather goose down jacketthe snow goose clothingtilbud canada goose jakketilbud p氓 canada goose jakke.iwti644 http://gzip.tk/mka - canada goose outlet lajta2667 http://yij.se/j6ff - canada goose online outlet tilbud p氓 canada goose jakkertriple fat goose bubble jackettriple fat goose bubble jackets.
378 ：名無しさんの冒険：2013/11/22(Fri) 05:35 ID:982wJt30c5Di: eumkymtsioo gcomaiqoa wxgsftpn www.homelessandhungry.org ケイトスペードバッグ, bmpopcjnjay tddoevzqq ectxqbfw www.mujernovia.com レッドウィングエンジニア,ysnzvuslemy appygspjp xggwvwnp http://www.mitchellsdreviews.com/ クラークスワラビー, igysuhcmlhr ttpvwhxbs lmyloktk http://www.kidsetoys.com/ トゥミバッグ weckikchhwj mpqrjiayw esqiehaw サマンサタバサ財布 http://www.quizverse.com/, vxlwzzsayfy kcyzjmvbh foihvjtc オロビアンコアウトレット http://www.anteloperidgehomes.com/, ejgebiilsfa qdthrigri yowyuoca オニツカタイガーレディース http://www.sassywomeninspired.com/, vodtboaeyvt ejkstnvmk lzdjiqtf ヴィヴィアンウエストウッド http://www.reviewbusters.org/, iuymvpqyvmf rekfudmon ryxvybjr
379 ：名無しさんの冒険：2013/12/08(Sun) 16:01 ID:Le+KrEkWDI5e: Marginal Evolution の簡単な復習
2013年12月6日
2013年12月7日
高木智英

親愛なる皆様、初期の製品の簡単な復習をします。

人工知能の初期型は、沢山のセンサーをパソコンに接続します。
そして、Java Script 等のプログラム言語で文法や計算式を入力したHTMLの表計算に値が入力されるようにプログラムします。
センサーの値が変わって、表計算の計算と文法が変われば、HTMLの上の表記も変化します。
ここに出版社や書店と辞書のライセンス契約をすれば、表計算の意味が文章で表記されるようになるでしょう。
製図は、Fujitsu様のScanSnapのように画像を読み込み、IMEパッド手書きのようなソフトで歪みを修正して、HTML上に表記します。
事前に、建物や土木、土水、家電等の製図は製作した方が目の前の対象を製図に変換する際に製図の集合が提案できるでしょう。
IMEパッド手書きは、歪みがある文字でもパソコンのフォントの文字に変換できます。
これと同じように、歪みがある画像を製図に変換します。

増産したい遺伝子は、特定の制限酵素で切断して、大腸菌の制限酵素で切断されたプラスミドに接続してリガーゼの酵素で結合させます。
このプラスミドを大腸菌に戻して、遺伝子を増産します。
380 ：名無しさんの冒険：2013/12/08(Sun) 16:01 ID:Le+KrEkWDI5e: 太陽光発電は、シリコンのケイ素の不純物にリンを混ぜて自由電子を作った上の層の n 型半導体とシリコンのケイ素にホウ素を混ぜて電子軌道の最外殻にホールを作った下の層の p 型半導体を上下でpn接合します。
光が上の層のn型半導体のリンを混ぜたケイ素の不純物の最外殻の電子に衝突して自由電子が出来ます。
弾き飛ばされた電子の近くの電子がこの最外殻のホールを埋め続けます。
光によって弾き飛ばされた自由電子は、電位差、つまり電圧の大きいほうから小さいほうに電線で繋がれた下の層の p 型半導体に自由電子が流れます。
そして、この自由電子は、下の層のp型半導体にある最外殻の電子のホールを埋めるでしょう。

この自由電子を電気分解に用います。
水を電気分解すると、酸素と水素が得られます。
この酸素と水素に粉末の炭素を加えて、燃焼させてエネルギーを得ます。
このエネルギーをガソリンと併用して自動車を生産します。
排気ガスは冷却して炭酸水にする構造にします。

以上が簡単な人工知能と遺伝子工学と太陽光発電と自動車の初期型の復習です
この簡単な説明を業者に外注すれば、生産できると思います。
全部やり方が分かっても、実現するには時間が掛かります。
日本が「まさか」と思うような状況になった時に思い出せるように纏めました。
私も、皆様と同じように良い年末が迎えられそうです。
私は皆様のご健康と繁栄を願っています。

心から、
高木智英
381 ：名無しさんの冒険：2013/12/08(Sun) 16:01 ID:Le+KrEkWDI5e: 衣類と食料と住居の初期的な事業を考えます。

衣類は、3色コーディネートが出来るように収縮性のあるジーンズやTシャツ、シャツの生地で伝統的なデザインを生産します。
物価が低い国で生地を生産します。

食料は、価格が低い動物に価格が高い動物の受精卵を出産して貰います。
農家と畜産家に小型の浄水場や発電機を低価格で提供したいです。
日本には山が多いので、山で穀物のキヌアと野菜のジャガイモを栽培します。
また、山の中に温度が違う2層のビニール・ハウスを作って、田畑の温度管理をしながら、様々な食料を生産する事も出来ると思いました。
3トン車に駅内のキヨスクのようなコンビニエンス・ストアを作って、巡回して宅配したいと思っていました。

住居は、リノベーションのオール電化やバリアフリー設計がしたいです。
内装は、古典的なデザインを強化ガラスと照明で表現したいです。

家事代行サービスでは、1件当たり2時間の共有部分の清掃で雇用を作りたいと思います。

環境は、酸素を発生させ、二酸化窒素からグルタミン酸に換えて、二酸化炭素を炭酸水に換えたいです。

簡単で困る事が少ない社会を目標にしたいです。
私が困った状況になった場合に備えたメモを共有します。

2013年12月7日　高木智英
382 ：名無しさんの冒険：2013/12/08(Sun) 16:02 ID:Le+KrEkWDI5e: Marginal Evolution の人工知能の見本の一部
2013年12月8日
高木智英

Marginal Evolution の人工知能の見本の一部を紹介します。
まず、センサーで対象を感知します。
ここでは、元素の周期表をセンサーで感知したと仮定します。
センサーで感知した結果を以下のリンク先のようなHTMLファイルで表示します。
同時に翻訳されたHTMLファイルを表示したいと考えています。
上記に以下のリンク先にあるような項目の一部も表記したいです。
センサーで感知した対象の周囲の経済情報もHTMLで表記したいと思います。
そして、無担保コールO/N物レートと公定歩合の市場予想から数期分の平均的な国民経済計算を表記したいです。

元素の周期表の表記例

http://www.ichigobbs.org/cgi/15bbs/economy/1806/18-27

http://www.ichigobbs.org/cgi/15bbs/economy/1784/138-147
http://www.ichigobbs.org/cgi/15bbs/economy/1784/123-125
http://www.ichigobbs.org/cgi/15bbs/economy/1784/149-151
http://www.ichigobbs.org/cgi/15bbs/economy/1784/127-132
http://www.ichigobbs.org/cgi/15bbs/economy/1784/106-121

☆たいが★よかけんね☆
http://www.ichigobbs.org/cgi/15bbs/economy/1758/
一人暮らしの経験
http://www.ichigobbs.org/cgi/15bbs/economy/1766/
高木貞治先生
http://www.ichigobbs.org/cgi/15bbs/economy/1771/

これから費用を下げるための勉強をしたいと思います。
このMarginal Evolution の人工知能が私が考えている人間が中心の経済学です。
自然科学ではありません。

Copyright 2013. All rights reserved.
383 ：名無しさんの冒険：2013/12/10(Tue) 16:44 ID:jY6v0FZeEu56: 生涯学習　http://www.ichigobbs.org/cgi/15bbs/economy/1767/

60歳を過ぎても無職の方　http://www.ichigobbs.org/cgi/15bbs/economy/1824/
15 years are lonesome　 http://www.ichigobbs.org/cgi/15bbs/economy/1742/
神様になる方法　Part 1　 http://www.ichigobbs.org/cgi/15bbs/economy/1667/
参加者全員が創造主になる方法　http://www.ichigobbs.org/cgi/15bbs/economy/1795/
キリストの磔刑　 http://www.ichigobbs.org/cgi/15bbs/economy/1800/
噴水の永久機関発電　http://www.ichigobbs.org/cgi/15bbs/economy/1733/
海水を増やす計画　 http://www.ichigobbs.org/cgi/15bbs/economy/1833/
日本の名家と名門　 http://www.ichigobbs.org/cgi/15bbs/economy/1789/
Tomorrow's World: A guide to the next 150 years　http://www.ichigobbs.org/cgi/15bbs/economy/1702/
未来予想のメモ帳　 http://www.ichigobbs.org/cgi/15bbs/economy/1791/
一日2本の仮説を立てましょう　 http://www.ichigobbs.org/cgi/15bbs/economy/1687/
Fonts 2Uでは多様な書体がダウンロード可能です　http://www.ichigobbs.org/cgi/15bbs/economy/1683/
平均的で最頻度の特徴を持つ商品は売れるでしょう　 http://www.ichigobbs.org/cgi/15bbs/economy/1717/
デザインの特徴　http://www.ichigobbs.org/cgi/15bbs/economy/1796/
家事代行サービス　 http://www.ichigobbs.org/cgi/15bbs/economy/1799/
海賊王　 http://www.ichigobbs.org/cgi/15bbs/economy/1802/
全国の可愛い子　http://www.ichigobbs.org/cgi/15bbs/economy/1718/L30
女、女、女!!　http://www.ichigobbs.org/cgi/15bbs/economy/1792/
フリーターの努力を評価する会社　http://www.ichigobbs.org/cgi/15bbs/economy/1676/
奥様と一緒に居る時間　 http://www.ichigobbs.org/cgi/15bbs/economy/1804/
今日は☆★☆に何を付ける?　http://www.ichigobbs.org/cgi/15bbs/economy/1753/
活動速度の調整　http://www.ichigobbs.org/cgi/15bbs/economy/1749/
自殺しないで下さい...　http://www.ichigobbs.org/cgi/15bbs/economy/1773/
暗示　 http://www.ichigobbs.org/cgi/15bbs/economy/1790/
The mirror　http://www.ichigobbs.org/cgi/15bbs/economy/1782/
385 ：名無しさんの冒険：2013/12/28(Sat) 07:45 ID:CyDi4qow1oqb: ライフサイエンス総合データベース　http://www.ichigobbs.org/cgi/15bbs/economy/1937/

ライフサイエンス総合データベース　http://dbcls.rois.ac.jp/

国立遺伝学研究所　http://www.nig.ac.jp/
情報システム研究機構　http://www.rois.ac.jp/
情報システム研究機構　http://www.rois.ac.jp/
国立極地研究所　http://www.nipr.ac.jp/
国立情報学研究所　http://www.nii.ac.jp/
統計数理研究所　http://www.ism.ac.jp/index.html

Database Center for Life Science http://dbcls.rois.ac.jp/

Natinal Institute of Genetics http://www.nig.ac.jp/english/index.html
Reserch Organization of Information and Systems http://www.rois.ac.jp/
National Institute of Polar Research http://www.nipr.ac.jp/english/
National Institute of Informatics http://www.nii.ac.jp/
The Institute of Statistical Mathmatics http://www.ism.ac.jp/index.html
414 ：名無しさんの冒険：2014/01/22(Wed) 22:17 ID:dLRmTHtaGnvG: hid 35w 6000k|hid_wvf.crosscs.com|hid 35w 6000k
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490 ：名無しさんの冒険：2014/03/29(Sat) 22:22 ID:7OUKP/rE39z1: 夜のモザイク・デザインとノイズ・ミュージック　http://www.ichigobbs.org/cgi/15bbs/economy/2021/

夜のモザイク・デザインとノイズ・ミュージック
2014年3月29日
19B0X

デザインは、キリスト教の教会や日本の神社やお寺の建築様式を調べて、現代風にポップとシュルレアリスムのように特徴を大きくしたり、伸ばしたりして表現し、モザイク柄を入れると好きなデザインに仕上がると思います。
音楽は、町の雑踏や民族楽器のノイズを入れて、マイナー・キー（短調）に仕上げると夜の雰囲気に合う曲が作曲できると思います。
デザインはポップとシュルレアリスムに仕上げてザイクを入れ、音楽はマイナー・キーの曲にノイズを入れると、夜の雰囲気に合うデザインと音楽に仕上がると思います。
少し伸ばしたり、大きくするデザインには、黄金率の約1：1.618の比率が参考になると思います。
黄金率の長方形は見ていて、良い形のように見えます。

マイナー・キーの例は検索エンジンで調べました。

Cannonball Adderley - Somethin' Else - Autumn Leaves

Introduction to the wide area art　http://www.ichigobbs.org/cgi/15bbs/economy/1836/
Models.com　http://www.ichigobbs.org/cgi/15bbs/economy/2004/
The tumblr 2014　http://www.ichigobbs.org/cgi/15bbs/economy/2001/
Sound Cloud 2014　http://www.ichigobbs.org/cgi/15bbs/economy/2007/
Street http://www.ichigobbs.org/cgi/15bbs/economy/2013/
アートは無意味　http://www.ichigobbs.org/cgi/15bbs/economy/2010/
ファッション通信　http://www.ichigobbs.org/cgi/15bbs/economy/2012/
498 ：名無しさんの冒険：2014/04/06(Sun) 21:31 ID:F+5XXbwgLwp8: http://www5.big.or.jp/~kanomune/aska/lock/kanomune-hermes-couewzcmrr.html偽物エルメス
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512 ：名無しさんの冒険：2014/04/19(Sat) 00:23 ID:QjLh8lRSoIhv: 就職活動の秘訣　http://www.ichigobbs.org/cgi/15bbs/economy/2046/

就職活動の秘訣
2014年4月18日
高木智英

私は先輩と同級生から就職活動に関わる殆どのことを教わりました。
就職活動には秘訣があります。
その秘訣は、目下の者の子供の発想だと思います。
大人になったら挨拶が大事です。
私は時々挨拶したくありません。
社会制度があるので、私には関係ありません。
私は、大学を卒業して、30歳を過ぎています。

親殺しは大罪　http://www.ichigobbs.org/cgi/15bbs/economy/1974/
ゲド戦記　http://www.ichigobbs.org/cgi/15bbs/economy/1973/
父親を殺したのは誰だ!?　http://www.ichigobbs.org/cgi/15bbs/economy/1728/

「カッ」となって親に手を上げないようにしましょう。
暴行と傷害は犯罪です。
538 ：名無しさんの冒険：2014/05/23(Fri) 04:13 ID:QSP3XOgmoQX4: http://hid_ufat.drshores.comhid バーナー
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541 ：名無しさんの冒険：2014/05/23(Fri) 12:22 ID:FyfJgymNSWfE: http://hid_1ey7.theflowerpeddlers.comハイビーム hid
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