5. 電気の基礎知識
5.1 基礎知識
1) 電子
電気のもとになっている電子は、科学によって存在が明らかになったもののうちで、最も小さい物質である。電子は原子の中に含まれている粒子で、1つ1つが非常に小さい電荷を持っている。もし電子を1兆個集めてずらりと1列に並べてみても、ピンの頭の直径くらいしかならない。電流が電線を流れるときは、この小さな粒子が、金属の中を想像もつかないほどの大軍勢となって通ってゆく。例えば、普通の電球をつけるには、1アンペア程度の電流が必要であるが、それが電線の中を流れるときは、1秒間に600万×1兆個もの電子が通ってゆく。1つ1つの電子の動きは大した早さではないが、電線の端の電子が動くと、その動きは電子から電子に受け渡されて、逆の端まで光と同じ速度で伝わってゆく。
2) 電子の利用
電子が電線の中を動きはじめると、そのまわりにはたちまち磁場が発生する。電動モータを使っているたくさんの機械は、もし磁場がなかったらどれも動けなくなってしまう。なぜなら、電動モータの動くのは、磁気のおかげで、それに電子と磁場との関係がなかったら、私達の家に電気が来なくなってしまう。電気は発電機で作られるが、これもまた磁気を利用しているからである。
電子を動かすにはエネルギを必要とする。電圧がかかると、電子は常に電圧の低い方から高い方に移動する。また電子が動くと、常に決まった現象が起こり、その1つは熱の発生で、もう1つが磁気の発生である。
3) 電気と運動
動力源として、電気ほど具合のいいものはない。電気は清潔で静かで、ぱっと付けたり消したりできて、しかも必要なところに簡単に送り届けができる。
電気を使って運動を引き起こしている機械には、数え切れないほどいろんなものがあるが、例えば電子腕時計と電気機関車はとてもにつかぬものであるが、電流が磁場を作り出すという効果を動力に使っていることでは同じ機械である。
電気を利用して動く機械は、どれも使う電力が決まっていて、電源にいくら余裕があっても、余分な電力を消費したりしない。1つのモータには決まった量以上の電流が流れることはない。ですから、同じ電源から、必要な電流だけを消費する幾つもの機械に、同時に動力を供給することが出来る。
4) 電気による信号
電気という形のエネルギでも情報を運ぶことが出来る。光や電波と同じように、電気も一瞬のうちに遠くまで伝わるので、メッセージは送り出すのとほとんど同時に目的地に届く。
