クエリ: 起電力の向きを示す右手の法則は○○によって示された
文章: フレミングの右手の法則 フレミングの右手の法則は、ジョン・フレミングによって考案されたもので、磁場中で導体が運動するときにその導体内に電磁誘導により起電力が発生する現象において、磁場の向きと導体の運動方向と起電力の向きの関係を右手の指で示す方法である。フレミング右手の法則とも呼ばれる。
文章: 偶力 2つの力で構成される偶力(couple)を特に simple couple と呼ぶ。任意の偶力はこの simple couple に置き換えられる。 simple couple に対応する力のモーメントの大きさ N は2つの力のなす作用線の距離 d と一方の力の大きさ F の積 N = dF となる。モーメントの向きは偶力によって生じる回転軸と平行であり、2つの作用線を含む平面に垂直な向きとなる。一般的なベクトル積と同じく具体的なモーメントの向きは右手の法則に従い、作用線を含む平面を上から見た際に偶力が反時計回りに働く方を上向きに取る。 文章: オームの法則 オームの法則とは、導電現象において、電気回路の部分に流れる電流とその両端の電位差の関係を主張する法則である。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。 1781年にヘンリー・キャヴェンディッシュが発見したが、その業績は死後数十年した後に1879年にその遺稿を纏めたマクスウェルが『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世間には未公表であったため知られておらず、1826年にドイツの物理学者であるゲオルク・オームによって独自に再発見・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。 文章: ビオ・サバールの法則 ビオ・サバールの法則(ビオ・サバールのほうそく、英: BiotSavart law)とは電流の存在によってその周りに生じる磁場を計算する為の電磁気学における法則である。この法則は静電場に対するクーロンの法則に対応する。 この法則によって磁場は距離、方向、およびその電流の大きさなどに依存することが論じられる。この法則は静的な近似の元ではアンペールの法則および磁場に対するガウスの法則と同等である。 1820年にフランスの物理学者ジャン=バティスト・ビオとフェリックス・サヴァールによって発見された。 文章: ベッツの法則 ベッツの法則(ベッツのほうそく、英: Betz' law)とは、ドイツのアルバート・ベッツによって導出された流体機械におけるエネルギー変換に関する法則。薄い羽根車状の回転機械を用いて、流体の運動エネルギーから取り出すことのできる最大のエネルギーに言及する。ただし流体の密度は一定であると仮定し、熱力学的なエネルギーの授受は考慮しない。 風力発電で使用されるような風車の設計の指標などに応用されている。 ベッツによる業績が一般的に知られており、最大効率となる値 16/27 = 59.3 %はベッツ係数と呼ばれるが、イギリスのフレデリック・ランチェスターも同様の結論を明らかにしている。 文章: 発電ブレーキ 発電ブレーキ(はつでんブレーキ)とは、電気動力で駆動される車両や機器におけるブレーキ方式の一種である。ダイナミック・ブレーキ(Dynamic Brake)とも呼ばれる。鉄道車両や産業機器において広く用いられている。 直流電動機の場合、電動機への給電を止めて通常の駆動を停止しブレーキを掛ける際、電動機に抵抗器を介した閉回路を構成して通常の出力側(車両では車輪)の回転により電動機を回転させると、電動機が発電機として働き起電力(フレミング右手の法則)が発生し電気が流れ、それが抵抗器を介した閉回路を通って自らの電動機に戻ることで、電動機内で通常の回転とは逆の回転抵抗を生じさせ(フレミング左手の法則)電動機に制動力を得る。抵抗器は走行中の運動エネルギーを電気エネルギーに変換してジュール熱を発生させ、制動力は抵抗器の容量によって変化する。 なお、広義には回生ブレーキもこの部類に含まれるが、通常「発電ブレーキ」と表現した場合は、前述の抵抗器によるものを指す。また、発電ブレーキと回生ブレーキを合わせて「電気ブレーキ(電気制動)」と呼ぶことが多いが、その略称である「電制」は発電ブレーキを指す場合が多い。 文章: 運動の第3法則 運動の第3法則(うんどうのだいさんほうそく、英: Newton's third law)または作用・反作用の法則(さよう・はんさようのほうそく、英: law of action and reaction)は、二つの物体が互いに力(作用)を及ぼす場合、両者は向きが反対で大きさが等しいと主張する経験則である。また、一方だけが他方へ力を及ぼすことはなく、必ずその反作用が存在することを主張する。 2個の質点 A と B があり、互いに力を及ぼすとき、質点 A が質点 B から受ける力 F → A B {\displaystyle {\vec {F}}_{\mathrm {AB} }} (作用)と質点 B が質点 A から受ける力 F → B A {\displaystyle {\vec {F}}_{\mathrm {BA} }} (反作用)は、大きさが等しく向きが反対である。すなわち、 が成り立つ。 文章: 起電力 起電力(きでんりょく、英語: electromotive force、略: 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 (Volt, 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。 文章: ビオ・サバールの法則 1820年4月、デンマークの物理学者ハンス・クリスティアン・エルステッドはコペンハーゲン大学での講義中、電気回路をいじっていた時近くにあった方位磁石が北ではない方角を指し示していることに気が付き、電流と磁場の関係について数か月の研究の末、電流の磁気作用を発表した。 これを受け、ジャン・バティスタ・ビオとフェリックス・サバールは共同で実験を行い、この法則を発表するに至った。さらにこの数ヵ月後にはフランソワ・アラゴーが電磁石の原理を、アンドレ・マリー・アンペールがアンペールの法則を発見している。これらの功績がエルステッドの発見から僅か一年以内のことであったのは驚くべきことである。 さらに3年後の1823年にスタージャンが実際に電磁石を作成し、24年にアラゴーは回転磁気を発見している。この1820年からの数年間は科学史上重要な期間である。 文章: フランク・スターリングの心臓の法則 フランク・スターリングの心臓の法則(フランク・スターリングのしんぞうのほうそく、law of Frank-StarlingもしくはStarling's law of the heart)は20世紀初頭、イギリスの生理学者アーネスト・ヘンリー・スターリングとOtto Frankによって発見された心筋運動の法則。スターリングは「心筋の収縮エネルギー(仕事)は心筋線維の初期長に比例する」と表現している。つまり、心臓のポンプ機能としての運動能力は心筋がどの程度伸びるかによるということである。 文章: 露出計 測光素子に硫化カドミウムを使用したCdSセルを用いる方式。セレン光電池が光によって起電力を変化させるのに対して、CdSセルは電気抵抗値を変化させる。 利点としては、セレン光電池式と比較し暗い場所でも測光できること、受光角を狭くできるためスポットメーターも製造できることなどがあり、さらに抵抗変化の直線性も優れている。 欠点としては、電源を必要とする。電源に電池を用いる場合、電池残容量が少なくなってくると起電力が低下して測光精度が低下するため起電力が安定している電池を用いる必要があり、ブリッジ回路などを用いて起電力変化の影響を受けないようにしているものもある。反応は遅く、特に低輝度域で顕著であるため、針が安定し正しい数値を示すまでに時間がかかる。寿命が短い。光履歴特性があり、暗い場所に放置した後はさらに反応が遅くなる。 文章: 起電力 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が出された(ストックホルム規約と呼ばれることがある)。 次のような電池図式で表される電池を考える。 文章: タコジェネレータ タコジェネレータは フレミングの右手の法則を原理とする直流発電機であり、回転速度に比例した直流電圧を発生する。タコ(tacho)とは「速度」を意味するギリシャ語のtakhosに由来する。 通常、直流モータの回転速度を検出し、その速度制御のために使用されるため、直流モータと一体に組み立てられていることが多い。 その感度は、例えば、3V/1000rpm程度である。 この例では、1000rpmの回転数のとき3Vの電圧を出力する。逆回転の時には負の電圧を出力する。 文章: フレミングの左手の法則 また、電流I の流れる導体が磁場から受ける単位長さ辺りの力(アンペール力)は、 と表される。 左手の中指と人差し指と親指を立て、互いに直交する(90度に交わる)関係にしたとき、 文章: 電気 エルステッドはその発見を完全には解明しなかったが、その現象が相互的であることは述べている。すなわち、電流が磁石に力を及ぼすと同時に、磁場が電流に力を及ぼすということである。この現象をさらに研究したのがアンドレ=マリ・アンペールで、2つの平行な導線にそれぞれ電流を流すと相互に力を及ぼすことを発見した。同じ方向に電流を流すと2つの導線が引き付けあい、逆方向に電流を流すと反発しあう。この相互作用はそれぞれの電流によって生じる磁場同士が介在して起きるもので、アンペアという単位の定義にもこの現象が使われている。 この磁場と電流の関係は極めて重要であり、この現象からマイケル・ファラデーが1821年に電動機を発明した。ファラデーの単極電動機は永久磁石が水銀のプールの中央につき立てられた状態になっている。その上から導線が垂らされていて先端が水銀に浸っている。導線に電流を流すと接線方向に力が働き、導線が磁石の周囲を回るように動く。 1831年、ファラデーは導線を磁場を横切るように移動させるとその両端に電位差が生じることを発見した。これが電磁誘導であり、さらなる研究によってファラデーの電磁誘導の法則と呼ばれる法則を見出した。すなわち、回路に乗じる電位差は、回路を貫く磁束の変化の割合に比例するという法則である。この発見を応用し、ファラデーは銅の円盤を回転させる機械エネルギーを電気エネルギーに変換する世界初の発電機を1831年に発明した。このファラデーの円盤は原始的なもので実用可能なレベルではなかったが、磁気を使って発電できる可能性を示した。 文章: パッシェンの法則 パッシェンの法則(パッシェンのほうそく)は放電のおこる電圧(火花電圧)に関する実験則である。ドイツの物理学者、フリードリッヒ・パッシェン (Friedrich Paschen) が1889年に提出した。 平行な電極間で火花放電の生じる電圧V はガス圧と電極の間隔の積の関数であることを示した。 ここで p はガス圧 (Torr)、d は電極間の距離 (m) である。