クエリ: 1アンペアの電流を1ボルトの電位差で流したときの値を1とする、イギリスの技術者に由来する電力の単位は何?
文章: ボルト (単位) ボルトは、電圧・電位差・起電力の単位であり、電気を押し出す力を意味し、電位差の高低を表す。 日本の場合、家庭の電圧は通常100Vとなっている。河川で例えるならば、電気は上流と下流の差のように高低差がある(電圧が高い)ほど水の勢い(電流)が強くなる性質を持っている。 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、計量法において次のように定義されている。 1アンペアの直流の電流が流れる導体の二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二点間の直流の電圧又は1アンペアの交流の電流が流れる導体の二点間において消費される電力の一周期平均が1ワットであるときのその二点間の交流の電圧 以下の定義も、表現の仕方が異なるだけで同じである。 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 国際単位系 (SI) ではSI組立単位となっており、SI基本単位で表すと V = m2kgs-3A-1 となる。 1ボルトの電圧をかけたときに1アンペアの電流が流れる電気抵抗が1オーム (Ω) である。 オームはボルトとアンペアから定義される。原音に即し、ヴォルトと表記することもある。
文章: アンドレ=マリ・アンペール アンドレ=マリ・アンペールは、フランスの物理学者、数学者。電磁気学の創始者の一人。アンペールの法則を発見した。電流のSI単位のアンペアはアンペールの名にちなんでいる。 文章: アンペア回数 巻き数は無次元量であるので、国際単位系(SI)では単位名称は単にアンペア(記号: A)となる。SIの基本単位の一つである電流の単位「アンペア」と同じ名称であるが、電流と同じ単位ということではなく、アンペアに巻き数という無次元量をかけた組立単位である。 文章: 抵抗器 抵抗器はオームの法則によく従う性質を持つ電気抵抗素子をパッケージ化した電子部品である。電気抵抗素子は簡潔に抵抗体と呼ばれることもある。 抵抗は抵抗体の何処かに少なくとも2つ以上の電極を設けている。ある電極間に電位差を加えると電極の電位差に比例した単位時間あたりの電荷の移動、すなわち電流が生じる(オームの法則)。比例定数は電気伝導率とよばれるが、通常は電気導電率の逆数である電気抵抗率を用い、ある抵抗器の電気抵抗率はその抵抗器の抵抗値と呼ばれる。抵抗器のもつ抵抗値はSI単位の1つであるオーム(Ω)で表す。1ボルト(V)の電位差を加えたとき、1アンペア(A)の電流が生じると、その抵抗器は1オーム(Ω)の抵抗値を持つとされる。 抵抗体では電極の電位差に応じた電荷の移動が起きているため、仕事をする。通常の抵抗体であれば、この仕事の殆ど全てが熱エネルギーに変換される。この発熱のことをジュール熱という。 ジュール熱Q(単位:ジュール J)の発生量は抵抗器の抵抗値R(単位:Ω)と電極間電位差E(単位:V)、及び時間t(単位:秒 sec)によって下記のように定まる(ジュール熱の項目も参照のこと)。 文章: オーム 19世紀後半の電気工学の急速な発達は、電気に関する物理量のための、合理的で、一貫性のある、矛盾のない、国際的な単位系の需要を引き起こした。19世紀の電信技手や他の初期の電気の利用者は、実際的で標準的な電気抵抗のための計測単位を必要とした。電気抵抗は、しばしば基準とする長さの電信用電線の抵抗の倍数として表されたが、異なる機関では異なる基準を使われたので、単位はすぐに換算できなかった。このように定義された電気の単位は、エネルギーや時間などの力学単位と一貫性がないため、エネルギーや仕事率と電気抵抗を関連付ける計算においては、変換係数が必要であった。 電気の単位系を構成するに当たって、異なる2つの方法を選ぶことができた。1つは定まった大きさの電気抵抗や電圧などを与える電気標準として、特定の長さの電線や標準電池などの人工物を指定する方法である。もう1つは、電気の単位を力学の単位に関連づけて定義する方法である。例えば、電流の単位は2本の電線に電流を流した時に電線に働く力により定義することができるし、電荷の単位は2つの荷電した物体に働く力により定義することができる。後者の方法は、エネルギーの単位との間で一貫性を確実にする。エネルギーや時間の単位と一貫性のある抵抗の単位を定義するためには、実際には電圧と電流の定義も必要となる。「1単位の電圧が1単位の電気抵抗に1単位の電流を流し、このとき1単位の時間で1単位の電気量が運ばれ、1単位の仕事が行われる」というように定義できれば望ましい。そうでなければ、あらゆる電気に関する計算に換算が必要になる。 電気抵抗の測定標準として、様々な人工物が提案された。1860年にヴェルナー・フォン・ジーメンスは再現可能な電気抵抗の標準についての提案を行った。彼の提案は断面積 1 mm、長さ 1 m の水銀柱の温度 0 °C における電気抵抗を単位とするもので、ジーメンス水銀単位と呼ばれる。水銀を用いて定義されたのは、常温で液体の金属(電気導体)である水銀は断面積の調整が容易なためである。ジーメンス水銀単位は後に定義されたオームにほぼ等しく、およそ 0.9534 Ω であり、したがって温度 0 °C における水銀の電気抵抗率はおよそ 0.9534 μΩ m である。このジーメンスの提案による単位は他の単位との一貫性がない。水銀柱の長さを調整して、一貫性を持った単位に値を合わせるという提案もあった。要求される精度で計測学実験を行うためのリソースを単位の全てのユーザーが持っているわけではないので、物理的な定義に基づいた標準は必要とされた。 文章: ファラド 1ファラドは、「1クーロン(C)の電気量を充電したときに1ボルト(V)の直流の電圧を生ずる2導体間の静電容量」(計量単位令による)と定義される。言い換えると、「1ファラドは1ボルトの電位差により1クーロンの電荷を充電できる静電容量」となる。 静電容量・電荷・電位差の関係は線形である。コンデンサの中の電位差が半分になれば、そのコンデンサで充電される電荷の量も半分になる。 SI基本単位で組み立てると、 文章: 電気 電界強度は近くに導体があると大きく影響され、特に尖った導体の先端部分に電気力線が集中する。この原理を応用したのが避雷針で、その尖った先端が周辺で発生する雷を引き寄せ、建物を守ることになる。 電位の概念は電場の概念と密接な関係がある。電場内に小さな電荷を置こうとすると力を受け、その力に逆らって電荷をその場所に置くことは仕事となる。ある位置の電位とは、単位試験電荷を無限遠からその位置までゆっくり運ぶのに要するエネルギーと定義される。一般にその単位はボルトであり、1ボルトとは無限遠から1クーロンの電荷をその位置に運んでくることが1ジュールの仕事となる位置の電位である。この電位の定義は公式なものだがあまり実用的でない。より実用的な定義として電位差すなわち電圧がある。こちらは単位電荷を2地点間で移動させるのに要するエネルギーと定義される。電場は「保存性」という特殊な性質があり、試験電荷の移動に際して移動経路と移動に必要なエネルギーは無関係である。2地点間の任意の経路で同じエネルギーを要するので、電位差は一意に定まる。ボルトはむしろ電位差の単位として認識されており、電圧は日常的によく使われる。 実用においては、電位の比較・参照の際の基準を定義した方が便利である。定義上は無限遠がそれにあたるが、より実用的には地球自体がそのどこをとっても同じ電位だと仮定することで基準点となる。この基準点をアースまたは接地と呼ぶ。地球は正及び負の電荷の無限の源泉とみなすことができ、そのため電気的には帯電していないし、帯電させることもできないと見なせる。 文章: ジーメンス ジーメンスは、コンダクタンス・アドミタンス・サセプタンスの単位で、SI組立単位の一つである。 その名はドイツの物理学者ヴェルナー・フォン・ジーメンスにちなむ。1971年の第14回国際度量衡総会(CGPM)において、ジーメンスをSI組立単位に導入することが採択された。 コンダクタンスは電気抵抗の逆数であり、ジーメンスは電気抵抗の単位オーム (Ω) の逆数として定義される。日本の計量単位令では「1アンペアの直流の電流が流れる導体の二点間の直流の電圧が1ボルトであるときのその二点間の電気のコンダクタンス」と定義している。 ジーメンスを他の単位で表すと以下のようになる。 文章: 起電力 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。 文章: 国際電気単位 国際電気単位は、電気計測における測定標準(英語版)として、水銀抵抗原器と銀分離器により単位の現示の方法が定められている。これら単位の現示の条件は実用単位系(絶対単位)によるオームとアンペアに当時の測定技術の精度で等しくなるように、1893年の国際電気会議で定められたものである。なお、この際には電圧標準がクラーク電池を用いて定義されていたが、これは一貫性がないため、1908年に決議された国際電気単位には含まれておらず、国際ボルトは国際オームと国際アンペアの積として組み立てられる。 1908年のロンドン会議では、原則として絶対単位であるQES電磁単位を用いることが決議されており、国際電気単位はQES系とは独立な単位系であるが、「電気計測の目的および立法を根拠付けるものとして採用すべき、充分にQES系と近しい単位系」として、当時の技術的な限界からやむを得ず定められたものである。国際電気単位に基づいて各国で原器が制作され、それらに基づいて国ごとの単位が定められており、日本でも1910年に電気測定法(明治43年3月26日法律第26号)が制定され、国際電気単位が採用された。各国が異なる原器に基づいて単位を定めるため、国際電気単位には国ごとの僅かな差が生じる。このため各国からマンガニン標準抵抗器とウェストン標準電池を持ち寄って国際比較が行われ、単位が維持されていた。 1939年の電気諮問委員会では1940年1月1日より国際電気単位を廃止して絶対単位への移行が決定されたが、その年の国際度量衡総会(CGPM)が第二次世界大戦により中止となった。終戦後の1946年に国際度量衡委員会(CIPM)において1948年1月1日より絶対単位への移行が決議された。日本では1966年に旧計量法の改正(計量法の一部を改正する法律、昭和41年7月1日法律第112号)に伴って電気測定法が廃止された。なお、絶対単位への移行後も各国ではマンガニン標準抵抗器とウェストン標準電池による単位の維持は続けられた。 文章: pA ピコアンペア。電流の単位。1pA = 10A。 Unicode: 16進:3380 10進:13184 16進:3380 10進:13184 文章: 実効値 実効値(じっこうち、英語: effective value, root mean square value, RMS)は、交流の電圧又は電流の表現方法の一種である。ある電気抵抗に交流電圧を加えた場合の1周期における平均電力と、同じ抵抗に直流電圧を加えた場合の電力が, 互いに等しくなるときに、この交流電圧と交流電流の実効値はそれぞれ, その直流電圧と直流電流と同じ値であると定義される。交流電力の計算に使用される電圧・電流は、通常は実効値で表示される。 文章: ボルト (単位) 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 = n f Φ 0 {\displaystyle V=nf\Phi _{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、 Φ0 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、 Φ0 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 {\displaystyle n=18} における値が用いられている。 文章: アンドレ=マリ・アンペール アンドレ=マリ・アンペール(Andr-Marie Ampre, 1775年1月20日 - 1836年6月10日)は、フランスの物理学者、数学者。電磁気学の創始者の一人。アンペールの法則を発見した。電流のSI単位のアンペアはアンペールの名にちなんでいる。 文章: ヤード・ポンド法 帝国単位と米国慣用単位の大部分の派生単位の名前は、単位の構成要素の連結である。例えば、圧力の単位は「重量ポンド毎平方インチ」である。パウンダルは別として、固有の名前を持つ大部分の単位は一貫性がないが、業務上の実用上の目的のために採用された。 上記に挙げられた単位の他にも、ヤード・ポンド法には多数の単位がある。そのような単位は、理論的には、同じ次元の一般的な単位に置き換えることが可能である。例えば、石油工業で使われるバレル(42米ガロン、34.97英ガロン、159.0リットル)は、体積の次元を持つ他の単位、ガロン、立方メートル、リットルなどに置き換えることができる。 電位差(ボルト)、電流(アンペア)、電気抵抗(オーム)の定義はメートル法の上で行われた。そして、電気産業がまだ未発達であった1881年から1906年にかけて、シカゴで開かれたIECの一連の会議で国際的に合意された。メートル法が大陸ヨーロッパで確立し、イギリスもメートル法化が活発な問題となった。同様に、放射線産業で使われる計測単位はメートル法上で定められ、1928年にストックホルムで開かれた第2回国際放射線会議で最初の合意に達した。 文章: トロイ衡 ミントウェイト (Mint weights)、別名「貨幣鋳造人の衡量 (moneyers' weights)」は、An Act touching the monies and coins of Englandという議員立法によって1649年7月17日に法制化された。1グレーンは20マイト (mite)、1マイトは24ドロイト (droit)、1ドロイトは20ペリット (perit)、1ペリットは24ブランク (blank) である。