はじめに

世界は100年以上にわたって、電気を主な動力源としてきました。最近では、このような電力はあまりにも一般的で、当たり前のことと思われがちです。しかし、電気のスイッチを入れるのも、携帯型電子機器を充電するのも、安定した電気の供給があってこそ。暖房や冷房、炊事など、健康維持に必要な機能もすべて電気に依存しています。電気がなければ、日常生活も商業活動もストップしてしまうのです。では、電力とはどのようなもので、持続可能な未来にどのように貢献するのでしょうか。

電力の基礎知識

電気は二次的な動力源であり、化石燃料、水力、風力、太陽光が電力を生み出す主な資源です。

電流は、電圧、アンペア、抵抗で表します。電圧は電流がA点からB点に移動する力、電流の大きさを表すアンペア数。抵抗は、距離や温度など、電流の流れを遅くする要因のことです。

電流には直流（DC）と交流（AC）があります。直流は、電源から電力需要まで、パイプの中を流れる水のように、揺るぎない線を描いて流れています。携帯電話からコンピューターまで、電池で動く機器はすべて直流を使用しています。電源を入れると、電池からの電力がそのまま機器に流れ込みます。

バッテリーを充電するには、電源アダプター付きの特別なプラグインコードを使用する必要があります。電源アダプターは、家庭内の電力を供給する交流を直流に変換し、バッテリーに供給します。

交流は、海の波のような動きをしています。交流は、直流のように電源から需要まで一直線に進むのではなく、行ったり来たりしながら進みます。最も一般的な交流の動きは正弦波で、曲線を描きながら上下に移動します。矩形波や三角波もあります。

発電機はすべて直流電流を発生させます。しかし、交流電流は長距離をより効率的に移動するため、国の電力網では交流電流が選ばれています。オルタネーターは直流電流を交流電流に変換し、広く配電します。家庭やビジネスで使用する送電網の電力は通常ACで、すべての電化製品もAC電流用に設計されています。

電力。簡単な歴史

紀元前600年頃、古代ギリシャの科学者が静電気を発見して以来、人々はこの目に見えないパワーを認識してきました。1752年にベンジャミン・フランクリンが凧と鍵を使って稲妻の電気力を釣り上げたのは有名な話です。

●1856年には世界初の電気式灯台が稼働し、電気が初めて実用化されました。その20年後、アレクサンダー・グラハム・ベルが電話を発明し、トーマス・エジソンが蓄音機を発明しました。この2つの技術革新は、いずれも電力を必要とするものでした。その後、次のような多くの発明がなされました。

●1888年：誘導電動機、ニコラ・テスラ

●1890年：ヒューズ、エジソン

●1895年 : X線の発見、ヴィルヘルム・レントゲン

●1900年：無線通信システム、グリエルモ・マルコーニ

●1919年 : 標準的なAMラジオ、エドウィン・ハワード・アームストロング


●1936年 : ソナー、ロバート・ワトソン・ワット

●1945年 : 初の大西洋横断電話ケーブル

●1971年  : 最初のマイクロコンピュータチップ、インテル

アメリカの発電方法

米国では、化石燃料の燃焼、核分裂、代替資源の調達の3つが主な発電方法です。化石燃料には、石炭、天然ガス、石油などがあります。化石燃料を利用した電気設備では、まず燃料を燃やすことから始まります。その火で水を温め、蒸気を発生させます。その蒸気がタービンを回して発電します。

2022年2月現在、米国の電力の60％以上が化石燃料で発電されています。しかし、化石燃料を燃やす発電所には、2つの大きな欠点があります。それは、気候変動の原因となる温室効果ガスを大量に発生させること。また、化石燃料は持続可能な資源ではないので、いずれは枯渇してしまうこと。

原子力発電所では、核分裂という現象によって原子核からエネルギーが放出され、その連鎖反応によって電流が発生し、電力が得られます。

この発電方法は、有害な物質を排出しません。原子は持続可能なエネルギー源なのです。しかし、チェルノブイリや福島などの原子力発電所の事故は、周辺住民や環境にも影響を与える大惨事となりました。

一方、水力発電、太陽光発電、風力発電などの代替エネルギーは、化石燃料を燃やすことに依存しないのが特徴です。水力発電では、ダムの中を流れる水が落ちる力でタービンを回し、電気をつくります。風力発電は、風でタービンを回して電気をつくります。太陽光発電は、太陽光を太陽電池に吸収させ、専用の装置で電流に変換して発電します。

代替エネルギーは、クリーンな電力を生み出します。温室効果ガスを排出せず、持続可能なエネルギー源です。

電流と安全のリスク

感電は怪我や死亡の原因になります。事故を防ぎ、安全に電力を使用するためには、

●家庭内の配線、コンセント、照明スイッチを積極的に安全な状態に保つ。

●破損した電源コードやプラグは、速やかに交換または修理する。

●複数の電化製品を使用して、コンセントに過度の負荷を与えない。

●シャワーのような濡れた場所で電気器具を使用しない。

●配線へのダメージを避けるため、家庭内の水漏れはすぐに修理する。

●新しい配線や問題の修理は、電気技師に依頼する。