クエリ: 誰が電気を発明し、いつ発明されたのか
文章: 電気 ギルバートに続いて、1660年にゲーリケは静電発電機を発明した。ロバート・ボイルは1675年に、電気による牽引と反発は真空中で作用し得ると述べた。スティーヴン・グレイは1729年に、物質を導体と絶縁体とに分類した。デュ・フェは、のちに positive(陽)、negative(陰)と称ばれることになる、電気の2つの型を最初に同定した。大量の電気エネルギーの蓄電器の一種であるライデン瓶は、1745年ライデン大学で、ミュッセンブルークによって発明された。ワトソン (William Watson) はライデン瓶で実験し、1747年に静電気の放電は電流に等しいことを発見した。 18世紀中ごろ、ベンジャミン・フランクリンは私財を投じて電気の研究を行い、1752年6月、雷を伴う嵐のなか凧を揚げるという実験を行った。この実験で雷が電気であることを示し、それに基づいて避雷針を発明した。フランクリンは陽電気および陰電気の発明の確立者と見なされることが多い。 1773年、ヘンリー・キャヴェンディッシュは荷電粒子間に働く力が電荷の積に比例し、距離の2乗に反比例することを実験で確認。1785年にシャルル・ド・クーロンがクーロンの法則として定式化した。
文章: 軌道回路 フェイルセーフな軌道回路は、1872年にアメリカの技術者、ウィリアム・ロビンソン によって発明された。彼が軌道回路を発明したことにより、いまや世界中の鉄道で使用されている自動信号システムが可能となった。 当初の鉄道の信号機は、駅の係員や信号扱手によって手動で動かされていた。いつ信号の現示を変化させるかはしばしば扱い者に委ねられていた。ミスによりしばしば不正な現示を出して、事故に繋がった。 19世紀中ごろに電信が発明されて長距離を電気的に情報伝送できるようになり、電気的に制御された信号システムの開発が始まった。しかしながら、ロビンソンの発明以前に開発されたものはどれも、列車の動きに自動的に対応して信号現示を変化させることはできなかった。 文章: フランク・スプレイグ フランク・ジュリアン・スプレイグは、アメリカ海軍の士官、発明家で、モーター、電気鉄道、電気式エレベーターの開発に貢献した人物である。彼の発明は、交通機関の改善を通じて都市の規模を拡大することを可能にし、エレベーターを利用して超高層建築物を建設することにより商業の集積を可能にしたという点で、都市の発展に大きく貢献した。このため、彼は「電気駆動の父」と呼ばれている。 日本語ではSpragueを「スプレーグ」と表記することもある。 文章: 静電気学 1832年にマイケル・ファラデーが電気の正体についての実験結果を公表する以前には、物理学者は静電気は他の充電とは何らかの点で異なるものだと考えていた。マイケル・ファラデーは磁石による誘導電流、電池によるボルタ電気(ボルタ電池による二種類の金属と電解液の反応で生じる直流電流)、そして静電気がどれも同じものであることを証明した。 静電気は通常、ある物質を他のものとこすり合わせることによって生じる。例えばプラスチックとウール、靴のかかととカーペットなどである。この帯電は片方の表面にある電子が他の表面へとひきつけられ、移動することによって生じる。 静電気の放電は、電子により負に帯電した物質が正に帯電した導体と触れたとき、またはその逆の場合に起きる。 文章: 阿部彦吉 阿部 彦吉(あべ ひこきち、1864年 - 1931年)は、日本の発明家である。 現在の山形市生まれ。18歳で上京し、ある時計店に勤務し、技術体得の後帰郷した。自ら時計店を開業し、そのかたわら電気時計の研究発明に志した。まず単独式電気時計から発電機付きの無電池式電気時計に進み、その後、有電池式連絡時計となって完成を見た。特許は内外12件に及ぶ。 昭和天皇即位の大典に際して発明功労により緑綬褒章を授与され、また帝国発明協会から表彰された。 文章: 電動機 1824年、フランスの物理学者フランソワ・アラゴが「アラゴーの円板」で知られる回転磁界を定式化した。 1879年、ウォルター・ベイリーが手動でスイッチをオン・オフすることで、原始的な誘導モーターを製作した。 1880年代、長距離の高電圧送電における交流の利点は認識されていたものの、交流でモーターを作動させることが課題となっていたため、実用的な交流モーターの開発が盛んに行われた。 1885年、ガリレオ・フェラリスによって最初の交流整流子レス誘導モーターが発明された。 1888年、トリノ王立科学アカデミーは、モータ動作の基礎を詳述したフェラリスの研究を発表したが、当時は「その原理に基づく装置は、モータとしての商業的重要性を持ち得ない」と結論づけられた。 1887年、ニコラ・テスラは初の実用的交流電動機と多相送電システムを発明し、1888年に特許を取得した。 同年、テスラはAIEEに論文「A New System for Alternating Current Motors and Transformers」を発表し、特許を取得した3種類の2相4極モータについて説明した。 4極のロータで非自己始動型のリラクタンスモータを形成するもの、巻線のロータで自己始動型の誘導モータを形成するもの、ロータ巻線に個別に励起された直流電源を供給する真の同期モータである。 この特許の中には、短絡巻線型ローターの誘導モーターも記載されていた。 既にフェラリスから権利を取得していたジョージ・ウェスティングハウスは、すぐにテスラの特許を買い取った。 定速交流誘導モーターは路面電車には適さなかったが、ウェスティングハウス社は1891年にコロラド州テルライドの鉱山事業の動力源として採用した。 同社は1892年に最初の実用的な誘導モーターを実現し、1893年には多相60ヘルツ誘導モーターのラインを開発したが、これら初期のウェスティングハウスのモーターは巻線ローターの二相モーターであった。 後にB.G.Lammeが回転棒巻線ローターを開発した。 文章: 電気通信 電気通信(でんきつうしん)とは、電気信号や電磁波(電波・赤外線・可視光線)等の電磁的手段により映像(動画)・音声・データなどの情報を伝える通信である。 電気通信分野の初期の発明者としては、アレクサンダー・グラハム・ベル、グリエルモ・マルコーニ、ジョン・ロジー・ベアードらが挙げられる。 電気通信は世界経済の重要な部分となっており、2006年の全世界の電気通信業界の収入は1兆2千億ドルと見積もられている。 文章: 放電灯 炭素棒はアークを発生させると炭素蒸気を出しながら消耗していくため、始動後は電極の消耗に応じて電極間の距離を一定に調整する装置を要する。炭素棒を並行に並べることで、距離調整を不要とした電気ろうそく(エレクトリック・キャンドル)と呼ばれる形式も存在する(後述)。 炭素アーク灯は、1808年にイギリスの化学者ハンフリー・デービー (Humphrey Davy) が実験を行ったもので世界最初の電灯となったものである。デービーは1815年にはボルタ電池2000個を電源とするアーク灯の実験を行い強い光を出すことに成功した。しかし、長時間電力供給可能な電源や電極間隔の改善などの問題がありすぐには実用できなかった。アーク灯が最初に実用化されたのは1862年のことでイギリスのダンジネス灯台とされている。 19世紀後半、街路灯に用いる電気照明としてアーク灯はもてはやされていた。1878年のパリ万国博覧会ではパーヴェル・ヤブロチコフの電気ろうそくが注目を浴びた。しかし、アーク灯は花火のような灯りでバチバチという音も伴うもので屋内の照明にはまぶしすぎるものだった。 文章: 発明 人類はその歴史上、様々な道具を作り、自然法則を発見し、またそれらを組み合わせてさらに有用な機械、器具や材料・素材などを作り出すことで、総体として生活を豊かにしてきた。そうした新しい発明品や工夫はしばしば発明・考案者や発明品の製造者・供給者に富をもたらした。発明の内容が明らかになった場合、その模倣によって利益を得るものが現れる場合もある。模倣を恐れて有益な発明を一部の者だけの秘密にすることにより、社会的には損失を招くおそれもあった。 そのため、近代では社会に有用な発明をなした場合、それを公開することと引き換えに、発明を使用あるいは他の者に使用させたりする独占的な権利を発明者に与えることによって、発明者個人(あるいは法人)と社会の利益とのバランスをとるような制度が、ある時を境に、次第に広まってきた。 発明の歴史は「人と裁判と金の歴史」といわれる。発明者が誰なのかをめぐり争いがあり、開発費・特許料で莫大なお金が動くからである。また、発明に至るまでには先人による「技術の連続性」と他者による「同時進行の開発」が避けられない。結果として、発明者といえる人が複数存在する場合もある。 文章: ジョルジュ・クロード ジョルジュ・クロードはフランスの化学者、エンジニア、発明家である。フランス・パリ生まれ。ダニエル・マクファーラン・ムーアの発明、ムーアランプに影響を受け、不活性なネオンガスを封入したガラス管に電気放電する照明器具ネオン管を発明した。 文章: 電気工学 電気は17世紀初めごろには科学の興味の対象となっていた。世界初の電気工学者は「ベルソリウム」を設計したウィリアム・ギルバートといわれている。ベルソリウムは静電気を帯びている物体を検出する機器である。彼はまた、磁力と静電気を明確に区別した最初の人物であり、「electricity(エレクトリシティ)」(電気)という用語を確立した人物と言われている。1775年、アレッサンドロ・ボルタは電荷を蓄える電気盆を世に知らしめ、1800年には電池の先駆けであるボルタ電池を開発した。 しかし、電気に関する研究が本格化するのは19世紀になってからである。ゲオルグ・オームは1827年、導体における電流と電位差の関係を定式化した(オームの法則)。1831年、マイケル・ファラデーは電磁誘導現象を発見した。ジェームズ・クラーク・マクスウェルは電気と磁気の統一理論を確立し、1873年に “Electricity and Magnetism”(抄訳「電気と磁気」)という論文を発表した。 そのころ、電気の研究は物理学の一分野とみなされていた。電気工学が大学の学科となるのは19世紀末ごろである。1882年、ダルムシュタット工科大学が世界初の電気工学科を創設した。また同年、マサチューセッツ工科大学でも物理学部で電気工学の学位を選択できるようになった。1883年、ダルムシュタット工科大学とコーネル大学で世界初の電気工学のカリキュラムを導入し、1885年にはイギリス初の電気工学科がユニヴァーシティ・カレッジ・ロンドンに創設された。1886年、アメリカ合衆国初の電気工学科をミズーリ大学コロンビア校が創設した。日本では、工部省工学寮工学校電信科が1871年に発足しているが、これが東京大学工芸学部と統合されて帝国大学工科大学(後の東京大学工学部)となったのは1886年のことだった。 文章: 車輪の再発明 車輪の再発明(しゃりんのさいはつめい、英: reinventing the wheel)とは、「広く受け入れられ確立されている技術や解決法を(知らずに、または意図的に無視して)再び一から作ること」を指すための慣用句。誰でも直観的にその意味が分かるように、車輪という誰でも知っていて古くから広く使われている既存の技術を比喩の題材として使った慣用表現で、世界中で使われている。 文章: チャールズ・ホイートストン 父は楽器職人で、ホイートストンも1823年から1834年までロンドンでその仕事を学んだ。キングス・カレッジ・ロンドンの実験物理学の教授になり、1828年、アコーディオンに似た楽器のコンサーティーナを発明した(その後細分化され、彼が発明したものは「イングリッシュコンサーティーナ」と呼ばれる。)。1833年に音響の研究を発表している。1836年には王立協会フェローに選出。最初は音の伝播や固有振動、楽器など音響の研究をしていた。 1833年、サミュエル・ハンター・クリスティーが発明した電気抵抗の測定法を改良した。これは後にホイートストンブリッジと呼ばれることになり、広く用いられている。1833年、ステレオ・スコープを発明した。1834年、電線中の電流の速度をはじめて測定した。1840年、連続的に電気抵抗を変化させることのできるレオスタットを発明した。その後、電気技術者のウィリアム・クックと協力して電信の開発を行った。1836年に5針式電信機を発明し、翌年ロンドンのオーストン駅とカムデンタウン間で試験が行われ、後に鉄道の分野で用いられた。 1854年、「プレイフェア暗号」を考案した。友人のプレイフェア卿と趣味でやりとりするのに使われたもので、プレイフェア卿の名前で呼ばれる。 文章: 変電所 本質的に、低圧で送電することによる大きな送電損失を改善するためには高圧で送電するしかなく、そのためには自由に電圧を変換する方法が必要とされた。交流の電圧と電流を変換する変圧器は、マイケル・ファラデーが電磁誘導の法則を発見して以来、19世紀を通じて何人かの技術者・発明家によって次第に改良され形作られてきたが、電力網に組み込んで利用するための具体的な形にまとめたのはフランスのルシアン・ゴーラールとイギリスのジョン・ディクソン・ギブスの2人であった。彼らは1882年にイギリスで変圧器の特許を出願した。1884年にイタリアのトリノで開かれた博覧会で、5,000 Vで40 kmを送電する実験に成功し、それまで都市内部で蒸気機関で発電してそのすぐ近くで配電する以外の方法が無かった電力事業に対して、山岳地帯で水力発電を行い長距離を送電して都市に配電することを可能にした。 まだ彼らの変圧器は、鉄心の磁路に開いた部分があり効率が悪かったので、ハンガリーのガンツ社やアメリカのジョージ・ウェスティングハウスなどが改良に取り組んだ。世界で最初の実用交流送電線は、イタリアで1886年にガンツ社の発電機を使って112 Vの電気を2,000 Vに昇圧して27km送電し、ローマに供給するものであった。三相交流システムや誘導電動機など、交流を実用的に利用するための技術が開発され、1895年8月にナイアガラの滝に水力発電所が建設され、翌1896年から変電所を通じて高圧に変換して三相交流で送電し、ニューヨーク州バッファローへ供給するシステムが稼動を開始した。このシステムでは、ウェスティングハウス・エレクトリック製の二相の3,750 kW発電機12台からの電圧5,000 Vを、二相三相変換の変圧器(スコット結線変圧器)で三相11,000 Vにして40 kmを送電し、ゼネラル・エレクトリックが建設した変電所で降圧して給電していた。このようにして交流送電の技術は普及し、これにともなって変電所の建設も進んでいった。 交流での送電電圧は急速に上がっていった。1896年のナイアガラ-バッファローの送電システムでは11 kVであったが、同年中にはスイスで33 kV送電線ができ、1897年には40 kV、1901年にはアメリカ・ミズーリ州で50 kVになり、1910年代にはドイツとアメリカで100 kV送電線が用いられるようになった。当初は、発電所で起こされた電力は、それぞれ独立した送電網を通って送られ、それぞれ独立した地域に給電していた。異なる発電所から供給する電力網同士には電力を融通する機能が無く、発電所が運転を休止したり故障したりすると、その発電所の供給範囲は停電となった。周波数や電圧などはバラバラで、それぞれの電力網に合わせた機器を導入していた。イギリスでは1928年からグリッドシステムの導入が始められ、電力供給の規格が作られて電圧や周波数が統一され、上位の電力供給網が全国を接続するようになった。アメリカでも、「超電力方式」と称する統一周波数の送電システムの建設が1920年から始められた。日本でも、1920年代頃から系統の連系が行われるようになり、これによって電圧階級を持った変電所などの現代的なシステムが整えられるようになったが、東西の周波数は統一されなかった。そのため周波数変換所を実用化する必要が生じ、1965年10月に佐久間周波数変換所を稼動した。 文章: 阿部彦吉 阿部 彦吉は、日本の発明家である。 現在の山形市生まれ。18歳で上京し、ある時計店に勤務し、技術体得の後帰郷した。自ら時計店を開業し、そのかたわら電気時計の研究発明に志した。まず単独式電気時計から発電機付きの無電池式電気時計に進み、その後、有電池式連絡時計となって完成を見た。特許は内外12件に及ぶ。 昭和天皇即位の大典に際して発明功労により緑綬褒章を授与され、また帝国発明協会から表彰された。 文章: ウィリアム・ギルバート (物理学者) ウィリアム・ギルバート(William Gilbert またはWilliam Gylberde、1544年5月24日 - 1603年12月10日)は、16世紀のイギリスの医師、物理学者、自然哲学者である。コペルニクスの地動説を早くから支持し、当時支配的だったアリストテレス哲学とそれに基づく学校教育を積極的に拒絶した。医師としての仕事のかたわら静電気、磁石の研究をおこなった。今日、主に著書 De Magnete (1600) で知られており、電気 (electricity) という言葉を作った1人とされている。また、versorium と名付けた回転する針のような検電器を発明しており、電気計測機器の祖とされている。 ギルバートの研究は、実験を用いた近代的な科学の先駆けとして、多くの科学者に多大な影響を及ぼし、電気工学や電気と磁気の父とされることもある。 なお、姓はギルバード (Gilberd) とされることもある。コルチェスターにある墓碑銘にはこちらの綴りで刻まれており、De Magnete の中の回想録的部分でもこの綴りが使われているし、コルチェスターには彼の名を冠した Gilberd School という学校もある。CGS単位系における、磁位・起磁力の単位ギルバート[Gb]はウィリアム・ギルバートの名にちなんでいる。