発電所はどうやって発電している?
今や、我々の生活にはなくてはならないものと化している電気。
今現在あなたが使っているパソコンも、電気がなければ動きません。
さて、電気は発電所で作られているわけなのですが、一体どうやって電気を作っているのでしょうか?
電気は、タービンを回して作っています。
火力発電所なら、火で水を蒸発させ、その水蒸気で。原子力発電所なら、原子力で水を蒸発させ、その水蒸気で。
風力発電所なら風圧で。水力発電所なら水圧で。それぞれタービンを回しています。
では、タービンとはなんでしょう? そして、何故タービンを回すと電気が起きるのでしょうか?
まずは、「タービンとは何か」から答えましょう。
タービン、と言うのは、自転車についている発電機とほぼ同じで、中にモーターが入っています(正確には、タービン≒モーターです)。
実は、モーターで電気を起こすことが出来るのです。
モーターの回転部分に何か回し易いように取ってを付けて下さい。
そして、電極に豆電球を取り付け、モーターの回転部分を回して下さい。すると…見事、豆電球が点灯するはずです。
これは、フレミングの右手の法則、と言うものを利用したものです。
フレミングの右手の法則を、簡単に説明しましょう。
わかりやすいように右手を出して下さい。
その右手を、子供が手でピストルの形を作る時のように、3本の指を曲げて下さい。
親指を上に向け、人差し指が前、中指が左方向を指すようにしてください。
さて、これは親指が速度の向き、人差し指が磁界(の向き)、中指が電流(の向き)を表しています。
モーターの中には磁石が入っていて、これが磁力を発し、磁界を作り出しています。
そして、モーターを回転させ、回転方向(右回しなら右、左回しなら左。つまり親指の方向)に、力を加えます。
すると、中指の方向…つまり、磁界の向きと、力の向きのちょうど垂直方向に電流が生じるのです。
発電機(タービン)はこの法則を利用して、発電をしているのです。
では、何故こんな事で電気が起きるのでしょうか?
実は、物を構成している最小単位、「原子」が、既に電気を帯びているのです。
原子とは、今述べたように物を構成している最小単位。
この世に存在する全ての物質は、この原子が積み重なって構成されています。
そしてこの原子は、原子核と、それを取り囲む電子からなっています。
ところで、「電気」とはなんでしょう。
電気とは、この電子が流れの事です。
そしてこの電子は、原子の中で常に原子核の周りをグルグルと回り続けており、同時に自転も行っているのです。
グルグル回る事により電流が生じ、自転を行う事で磁力が生まれます(不思議ですが、そうなってます)。
普通のものは、ここで生じた磁力の向きがバラバラなため、目に見えてわかる磁力はありませんが、
磁石のように、ここで生じた磁力の向きを揃えたものだと、あのように目に見えてわかる磁力が発生するのです。
さて、電子の流れが電気の流れです(実際には電子の流れる向きと電流の向きは逆方向なのですが)。
そして、磁力を帯びたものは電子の向きが綺麗に揃っています。
つまり、電子の向きが揃ったものを動かすと、それが電子の流れとなり、電気に変わるわけです。
整理すると、
電子が動き、電流が生じる→電流が生じて、磁力が生じる→磁力のあるものを動かすと、電子が動く→電子が動くので、電流が生じる
これが、グルグルと繰り返されるため、モーターを回転させると、電気が発生するのです。
ただ、この原理は、今もっともらしく説明しましたが、電流が生じると何故磁力が生じるか、など、まだ完全には解明されていない部分もあります。
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