電気の話
電気ですか、目に見えないから苦手とおっしゃる方が多いようです。
レストア馬鹿の得意分野?・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

あなたのお仕事は一体なんなの?・・・・・・・・・・・・・・・そんな声が聞こえてきそうです。

このサイトには、自己紹介欄なんてありませんから皆さん勝手に想像してください。
20歳頃まではなんとなく、プロローグにありますが・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

処どころにちらちらとでてはくるのですが、基本?は電気屋です、まあ電機制御の設計屋です。
機械設計と電機制御設計やってますが、メカ設計のほうが最近は多いような・・・・・・・・・・

最初はロジックの設計屋です、早い話が今あなたが使っているPCの中身ですね。
基盤に訳の解らない部品がイッパイ付いています、その回路設計です。
コンピュータ歴?30ウン年らしい、マシン語から始まって今はC、C++です、これは今もお仕事ですが・・・・・・・・・・・・・

趣味がそのまま仕事になったようなもの、トランジスタ、ICの変化の速さ、次から次へと出てくるデバイスに頭が付いて行きません?!。
チョッとバンクして横道へ、シーケンス制御へ方向走って見ましょう。
お、こちらはまだリレーシーケンス、そのまま電機制御の世界へダイブです。
ついでにと、メカ設計も始めて・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
ああ^もう30年近い、歳をとってしまいました。
もしかしたら、・・・・・・・が本業かも、と思ってしまうレストア馬鹿です。

お^ット、自己紹介ではない、電機、いや電気の話でした。

これは書き難い、迂闊な事は書けません。

で、コーヒータイム・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

また、書きます?


電気ってなに?、といわれれば・・・・・・・・・・・・・
電気、ガス、水道のライフラインの一つ、現代社会になくてはならないエネルギーでしょうか。

電気といってもいろんな作用、働きをしますの簡単には語れません。
古くから利用されているのは熱作用、電磁作用、化学作用、増幅機能、発振機能、ここ100年くらいは信号としての機能があります。

電気にはいろんな公式、関数がやたらと出てきます。
交流回路(交流理論)は複素関数、微分、積分、プール代数なんていう訳の解からない物の見本市みたいなものです。
電気って数学?と思ってしまいます。
数学は数学で・・・・・・・・・・・まあ数学を記述言語とするのに必要だったんでしょうが。
整数、小数、分数、正数、負数、有理数、無理数、実数、虚数、0、・・・・・・・・・・・・お^ 0 だ、アラビア人さんありがとう。

でも公式や関数は逆に考え方を簡単にする為に考え出された手法とも思えます。
1+1+1+1+1=5 を 1×5=5 にしたようなもの、ダラダラ計算するよりいいでしょう。

-1×-1=1 どうして?なんていうのもデカルト平面で考えれば単純に180度反転?ですから案外解かり易いです。

余計に電気が嫌い?になってしまいますからもうやめましょう。


電気が見えないから・・・・・・でも感じることは出来ます。
人体が感じることの出来る最小感知電流は、1〜2mAです。
心室細動電流と呼ばれる50mA以上流れればまあ、心臓の機能は失われますから・・・・・・・となります。

人体の抵抗は5kΩ (5、000オーム)と言われていますので、一般家庭の100Vで考えますと 100/5000=0.02
20mAですか、不随(ふずい)電流 が15から40mAといわれますので、とりあえず直ぐに放せば大丈夫です。
調子に乗って流し続けるとかなり危険な状態となります。
動力に使われている200Vですと40mAは流れることなり、かなり危険です。

よく?9Vの006P電池を舌で舐めて、使える、使えないなんてやっていました、まねはしないでください。
チョッと苦い味?です・・・・・・・・・・・

電気の増幅機能、発振機能、信号機能はとりあえず置いときましょう。
レストアにはあまり役にたちそうも無いですし、またの機会ということで・・・・・・・・・・・・・・・

交流(AC=Alternating Current)と直流(DC=Direct Current)がありますが、目的によって使い分けています。
最近のバイク、車は電気を作るときには交流、使用するときには直流というのが一般的になっています。
なぜなんでしょう、効率と扱い易さからでしょう、きっと。

直接的にエンジンに対する電気といえば、点火系ですね。
俗に言われる三大要素、良い圧縮、良い混合気、良い火花の1つです。

私、三大何とか好きです、三大がっかり名所とか、錦帯橋はいつも通過してますので、行かなければいけない義務もあります。
先週はよく見たことが無かった猿橋をゆっくり見てきました。
かずら橋も、十津川の吊り橋も行かなくてはいけませんし・・・・・・・・

道草、寄り道大好きですから、話もすぐにコースアウトしますが悪しからず・・・・・・・・・・・・・・

電気の三大何とかは電流、電圧、抵抗でしょうか、まあオームの法則のあれですね。
電気は本当は解かり易いんです?、理論だけですから。
高い所から低いところへ流れるだけです、水のように、まあ気体もそうですが。
気圧、水圧、電圧・・・・・・・みんなそうです、
電子の動きで見ますと、マイナスからプラスへ電子が移動します、つまり流れます。

電圧は電気の圧力ですから、当然電圧が高いほうが力があります。
電流は電気の流れですから、これも液体、気体と同じように流れやすいほう、つまり抵抗の低い方へ流れます。
抵抗は電気の流れを妨げるものです。

どんな抵抗もそうですが全て悪者ではありません、その利用の仕方です。
抵抗を利用しているからこそ成り立っている物が多数あります、バイクのブレーキとか電気エネルギーを光に変換している電球とか・・・・・・・・・
この電球の場合には熱に変わった部分は悪者扱いですが、電熱器等のニクロム線で熱に変われば良い奴です。
熱に変換するのが目的でないのに発生する熱は結局無駄なエネルギーとして消費されていることになります。
電球、今はタングステンですがエジソンの発明時に使用されたのは日本の竹です。
エジソンの頃はこの電球は直流で点灯させていました。このタイプの電球ですと本当は直流のほうがいいんです、今でも。
まあエジソンは直流派でしたから・・・・・・・・・・・・・・・・・・

全てが本来の目的の為に消費されればいいのですが中々そうも行きません、よく言われる変換効率です。


電流=電圧÷抵抗(I=E/R)、これさえ覚えておけば、百人力?でしょう・・・・・・・・・・・・・・とりあえず。

なぜ電圧がいるのかといえば、電流を流すためです。
電流を流すのには電圧を上げるか、抵抗を下げるかのどちらかしかありません。

バイクのプラグでの点火の場合、その抵抗に当たるのは空気です、実際には混合気ですが。
この空気は通常不導体です、電気を流しません。
雷と同じで、数千ボルトの高電圧が加えられると電気の行き場がなくなり暴発?、耐え切れなくなり絶縁破壊が起こります。
これがバイク等の必要とする電気火花となります。

絶縁破壊といえば、この間のゴルフのときかなりひどい落雷に遭いました。
仲間があわてて走り出す中、レストア馬鹿はあわてません、のんびり歩いています・・・・・・・・・・・・・
本当はこれ感電対策です。さっき人体の抵抗のことに触れましたが、計算して歩いていました。
雷さんの直撃では、潔くあきらめますが地面を走る雷さんからは逃げたいです。レストア中のバイクもありますし?。

電気は抵抗の少ないほうへ流れます、ここで人体の抵抗値と地面の抵抗値の比較です。
細かい計算は書きませんが、30cm位で丁度人体と地面の抵抗値が等しくなります。
歩幅が広がれば(距離が伸びる)、地面の抵抗値より人体の抵抗値が低くなります。
当然、抵抗の少ない人体を雷さんの電流が流れる事になります。
走って逃げずに、歩幅を狭めて歩いて逃げたのはこの為です。
ついでに書けば、保護角というものもあります、旧JISでは60度とされていました、危険物が対象のときは45度でした。
新JISで改められて高さもその基準に入れられました。
保護する構造物の高さにより保護角は変わってきます、当然高くなるほど保護角は狭くなっていきます。
60mで25度、20mで55度、つまり20mの鉄塔の頂点から左右27.5度の範囲の円内は安全?ということ。
立ち木に寄りかかっていては論外ですが、根元よりチョッと離れて足を閉じてその保護角内でしゃがんでいるのが一番のようです。
アマチュア無線をやっていた頃は20mの鉄塔が建っていましたので結構心配していました、現在は撤去してありません。


で、点火です。

ハイテンションコードが劣化してきますと、被覆の絶縁破壊が起こります。
劣化したコードからシャーシに電流が流れます。
電子の流れを作るのは電圧ですから当然途中でリークした分、プラグ電極での電圧が不足してきます。
解り難いかも。
油圧ディスクブレーキで考えるとわかり易いです。
ブレーキマスターからの圧力で押出されたブレーキ液が途中で洩れていますと伝える圧力が分散されキャリパーのピストンを押し出す圧力が減少するのと同じです。
電圧が低くなれば絶縁破壊の力が弱まるということです、つまり電気火花も弱まり少なくなります。

ここでの勘違いが多いようです。
大事なのは、電気が来ているかでは無く、絶縁破壊が起こせるだけの電圧があるかどうかが問題なのです。
ここで流れる電流はあくまで結果です。

ついでにプラグを考えますと、ネジ径、リーチは置いときまして、熱価でしょう。電気のお話ですがいいんです。
プラグには温度的な制約が有ります。
自己清浄温度とかプレイグニッション温度とかの温度域です。
知っていても役に立ちそうもない温度ですが、まあ中心電極の温度が500℃から900℃の間であれば問題はなさそうです。
これより低ければカーボンが付着してきてリーク(漏電)しますし、高ければ勝手に点火するかプラグの破損となります。
以前イリジューム等が出たときに中心電極が落下?したのも完全燃焼しすぎて?電極が破損したものも結構あるようです。

イリジュームプラグ等の中心電極、かなり細いです。
これは絶縁破壊を起こし易くするためのものです。
かんたんに言ってしまうと、電圧が低くても火花が飛び易いんです。

中心電極を小さく細くすれば電界強度が上がります、そして電極の消炎作用を少なくするように働きます。
この電極が大きいと熱を吸収してしまい火炎を消火しようとします。
火花が電極間(ギャップ)で火炎となり、燃焼へと発展していきます。
このギャップが広いと、火炎核は大きくなりますが、広げすぎると大きな放電電圧が必要となりますので問題となります。
この火炎の発熱より消炎作用が大きくなると電気火花が飛んでいるのに、失火となってしまいます。
ちなみにあの青い色は金属プラズマの色です。

旧いバイクでこんなプラグを使うと、アイドリングが安定したりトルクアップ、調子が良くなったような気がするのはそんな為です。
実際に火花が飛び易くなっていますから失火も減り、体感どうりだと思います。
基本的に、元に戻ったといいますか本来の性能パワーが出たのですが、良くなればいいんです。
電装系を新しくしたバイクですと逆に体験しずらいかも、それに良い火花すぎて?焼けすぎるかも、熱価を1番あげた方がいいかもしれません。
もう一つ言えば、圧縮が高くなるほど絶縁破壊はおきにくくなります、電気火花が飛びにくくなりますから供給電圧は高くする必要があります。


回路図を見てみましょう、何やらいっぱい線が引いてあります。
よく解からないかも、回路図よりは配線図の方がバイクの場合はわかり易いと思います。
回路図と違い配線図は線の接続先だけですが不自由は無いと思います。

基本的な読み方は同じです、ロジック回路では信号(ON,OFF)で追いかけます。
最初に何に注目すればよいかと言えば、電源です。
正確に言えば電圧です、基本的に電気も高いところから低いところ(グランド)へ流れます。
水と同じでこの勾配が大きければ大きいほどよく流れます。そしてそのパイプ、通路(電線)が太ければ太いほど沢山流す事ができます。

このグランドとアースとは本来別なものなのですが混同されている事も多いです。
アースは地球、大地のことですが電気で使われる場合には大地と機器を同電位に保つ目的に使われる接地または接地線です。
グランドは、グランドピアノ、F1グランプリのグランドと意味的には同じなのですが電気の場合には一番電位の低いところです。
リファレンスコンタクトとか言われることもあります、アースと接続されない浮いている何処にも接続されていないグランドもあります。
シグナルグランド、フレームグランドとかグランドにも目的に応じた呼び方があります。

先ほどチョッと触れましたが、「電気(電流)はプラスからマイナスへ流れます」と教えられています。
電気と言う場合にはこれでいいんです。
電子はマイナスからプラスへ移動します、電子の移動は電気と逆です。

まあ、何処かの誰かさんが「こっちがプラス」と単にエイヤーと決めたからで、今のマイナスがプラスと呼ばれる可能性も1/2だったのです。
良いも悪いも「電流が流れるということは、電子が反対方向に流れること」になってしまいました。
結果的に「電子を受け取ることが電流を流し出すこと」にしてしまった失策は責めないことにしましょう。
未来永劫、電流は電子と反対向きに流れ続けることでしょう。

実際には移動と言ってもバケツリレー、マラソンのように1個の電子が最後まで移動する訳ではありません。
玉突きみたいに、駅伝のようにバトンタッチしながら移動するのです。
正確には電磁波のエネルギーとして伝わるというが一般的な見解です、一般的って何処?。


この電子の移動の元のマイナス側を疎かにしてはいけません。
バイクで言えば、バッテリーのマイナス端子のフレームへの接続です。そして発電機、エンジンその他の組立設置の接地方法でしょう。
最近良く言われているのにアーシングがあります。
腐食防止(電食)効果、サビる=電子の放出のあれです。基本的にはシャーシグランドレベルの均一化が本来の目的です。
各部の電位差をなくしています、結果的に電子の流れはよくなります。
バイクを測定しても15Ωくらいあるところもありますから改善の余地大です。

プラス側は色々な回路に接続されていますので結構気を使われて扱っているようですが、電子が補われなければ結果役には立ちません。
電子の流れ、移動ですからどちらが詰まっても結局は流れが悪くなります。
大元からの電子の移動が出来ませんから・・・・・・・・・・・・・・・
この接続抵抗を低く保つ為には接続されるグランド側の塗装皮膜は大きな抵抗となります。
いくらハーネスを新規にしてもこのポイントが疎かにされていれば本来の性能は発揮できません。
バイクは多数の部品で組立られています、殆どがネジの利用です。
この組立時の各部品の機械的な強度は考えても電気的な接触を考慮してないバイクも多数あります。

バッテリーのマイナス端子とフレーム各部の抵抗値を測定してみるか、電位差を測定すれば確実にわかります。
ライト、ウインカのグランドは当然としてレギュレータ、エンジン等全て電位差が無いほうが理想です。
抵抗値でみても0.*Ω辺りでしょうか、*Ωであったらかなり問題です。

同じことはハーネス側にも言えます。
旧いバイクのハーネスは熱変化で被覆が劣化、硬化しています。
内部で一部断線があったりで辛うじて繋がっている程度のものも多数です。

電線にもIV、VSF、KV・・・・と色々な種類があります。
より線(心線)の本数の違い被覆の違いです。同じsp(スケア)でいけば、より線本数の少ないものの方が電流は流せます。
このタイプには屈曲性がよくありませんからあまりバイクには使用されていません、せいぜいバッテリーからフレームへの配線くらいです。
被覆にも耐油性、耐圧性、屈曲性・・・・等の種類により違いがありますので考慮する必要があります。

電圧を12Vとして、この配線に0.1Ωの抵抗があれば60Wのヘッドライトを点灯すれば電圧降下により11.5Vとなります。
6V仕様車では20%も電圧がダウンしてしまいます。

電線にも流せる電流の許容量がありますから必要とされる電線の太さを考慮しておかなくてはいけません。
通常 sq(スケア)で表現されますが断面積のことです、mmですがAWGもあります。
mmのsqは数字大きくなるほど太くなりますが、AWG表示では逆に細くなります、単なるゲージ番号です。

使用温度により流せる許容電流は変わりますし、ハーネスのように束ねることによりこの容量は変化(減少)します。
単純に温度が上がれば、束ねる本数が多くなればその1本のワイヤーに流せる電流は少なくなります。
当然電線が耐えうる定格電圧もありますから何でも良いわけではありません。

ラッシュ電流はあまり考慮にいれらていませんが、ウインカでは注意する必要があります。

ウインカリレーにはこの流れた電流による発熱を利用したバイメタル式のものも多いです。
熱電対の原理です。熱膨張の違う金属を貼り合せたバーに電流を流し発熱させて接点を断続します。
ランプが点灯して電流が流れますと金属が熱変形して接点が離れ、消灯すれば冷えて元に戻って接点が再び付くというものです。
電球タイプには良いのですがLED球に交換しますと機能しません、電流を利用していますので。
バルブのW数を変更しますと流れる電流が変わりますので発生する熱にも変化が出ます。
点滅回数に影響が出てきます、最悪は点灯しっぱなしとなります。

眼に見えない電子の動きを想像して配線、組付けを行なえば自ずと丁寧なものに成るのでは!。

いままでマイナス(負極)との表現ですがこれも慣例?でそう呼んでいるだけなのですが、電位0Vの位置です。
交流で行けば交直点でプラス側、マイナス側が入れ替わっています。
当然ですがプラス側にもマイナス側にも電圧があります、ロジックでは+5V、0V、-5Vが多数使われています。


この電子の動き、今の化学ではかなり重要です。
なじみのあるサビで考えますと、酸素と結びつくことを酸化といっていますが、実際には電子を奪われる(放出)することです。
酸化、還元の還元は、電子を受け取ることです。

化学工学では化学変化で電子が発生すると教えていましたが、最近は電子工学との境界が曖昧になってきています。
酸性、アルカリ性もPH7を中性とする考え方も、水素イオン濃度を基準に考えるとわかり易いです。
原子から成り立っている分子は全て電子を仲立ちとして結びついています。
結局、化学変化は電子のやり取りによって起きているのです。

ブラストした表面が直ぐにサビるのは活性化しているから酸素と結びつき易いというのは、言い換えれば電子を放出し易くなっているのです。
酸素が電子を受け取り易い性質に加え、そこに酸素がたくさんあるからです、空気中の酸素は約18%ですから。
この辺りはコンポジットを作るときには応用されています。

バッテリーも化学変化です。
よく使用されている12Vの鉛バッテリーで考えて見ます。
バッテリーをしばらく使わないと物質が不活性化し、化学変化を起こしにくくなります。
放電中は、プラス(陽極)の二酸化鉛(PbSO2)が電解液中の硫酸(H2SO4)と反応して硫酸鉛(PbSO4)に変化します。
マイナス(陰極)では海綿状鉛(Pb)が同じく電解液中の硫酸と反応して硫酸鉛(PbSO4)に変化していきます。
電解液はといえば硫酸から水に変化していきます、放電が続くと電解液はどんどん水に近づいていきます。
そのうちに放電のための化学変化が終了します、過放電です。俗に言われるバッテリー上がりの状態です。
過放電とはバッテリーの電圧が10.5Vまで放電した状態のことです。
過放電させてもすぐに充電すればいいのですが、時間がたつと内部の化学物質が結晶化して充電を妨げてしまいます。
充電はこの逆の変化です。
プラス(陽極)の硫酸鉛が二酸化鉛になって、マイナス(陰極)では硫酸鉛が海綿状鉛になり、電解液の水は硫酸になります。

バッテリーは、硫酸が鉛と反応して放電し、充電で鉛と硫酸に戻します、これを繰り返しています。
一番寿命に影響するのは過放電です。
充電不足の状態が続くと、硫酸鉛がだんだん結晶化(サルフェーション)し、充電しても元の鉛に戻りにくくなってしまいます。
バッテリーはいつも充電状態にしておいたほうがいいんです、硫酸鉛を結晶化させない為にも。

これとは逆によく使われているニッカド式やニッケル水素式電池では使用の途中で充電する事は非常にまずいです。
携帯電話等のニッカドバッテリーは完全に使い切るのが正解です。
これもニッカドバッテリーの特性です、鉛バッテリと同じと考えて使い切る前に充電しますとメモリー効果により使える容量が減少します。
1/2の残量があるものを充電しますと、全容量が1/2となります。残っていた1/2は無かったものとなり以後この1/2が全容量となります。
これを繰り返すことによりニッカド電池はいくら充電してもすぐに電池切れになってしまうようになります。

現在主流のリチウムイオン式は、継ぎ足し充電をしても大丈夫です。
ただ熱、温度変化にはニッカドよりは弱いです、スキー場とかでは容量が半減?します、そのくらいも目安でしょう。

温度という面から考えれば鉛バッテリーでも同じです。
低温だと取り出せる容量が少なくなります。
常温20℃を基準として0℃で20%くらい減少します、逆に50℃で10%増しくらいでしょう。
温度が高ければいかというと、そうでもありません。
温度があがりますと自己放電率が上がります、まあバッテリーの種類によっても違いますが。
普通の鉛バッテリーでは一日当り20℃で0.3%位の自己放電、40℃で1.2%位、50℃で3%位自己放電してしまいます。
普通の鉛バッテリーは自己放電で2ヶ月足らずでバッテリー上がりでしょう。

バッテリー残量は電解液の比重を計ることで充電の状態を知ることはできます、、電解液の硫酸濃度の測定です。
まあ放電が進めば電圧が下がりますから、テスターで負荷をかけて電圧を調べるほうが簡単です。
それでもやってみましょうと言う方、比重計はホームセンターでも売っていますから。
気温20℃のときに比重が1.220以下でしたら完全放電です、1.280なら満充電です。
1.280を100%として1.240で75% 1.200で50%です、比重が0.04下がると25%の容量低下が目安です。
希硫酸ですのでそのつもりで・・・・・・・・・・・・・・・・
ついでに書けば温度が高いと体積が膨張して比重が低く、温度が低いと体積が収縮して比重が高く表れます。

バッテリーに電気を蓄えるときには電気エネルギーを化学エネルギーに変化させることにより行なっています。
バッテリーの充電のときに、14.2V〜14.7Vといった12Vバッテリー本来の電圧より高い電圧を加えるのも化学変化させるためです。
実際の充電のさいには水の電気分解、熱などにも充電エネルギーが使われてしまいます。
その為に充電するの20%程度高い電圧の充電エネルギーが必要になる訳です。
もう一つはやはり電気が高い所から低い所へ流れるという大前提があります。

バッテリーは初期の充電においては充電電流の殆どが充電反応(化学変化)に費やされます。
端子電圧が上昇してきますと水の電気分解が発生し充電効率が低下します。
完全充電後はプラス(陽極)から酸素ガス、マイナス(陰極)から水素ガスが発生して充電容量は変化しなくなります。
その後の充電エネルギーは水の電気分解と熱になって放出されるだけとなります。

若き頃(18,9歳)、ホンダの1300GT通称クーペ9に乗っていました。
FFの曲がらない止まらないのマッハVのような車です。
異常にバッテリー液の減りの早い車でした。
100kmも走ればもうバッテリー液が1/4ほどになってしまいます、触ってもかなり熱を持っています。
大した知識などありませんからそんなものと思っていました。
お出かけするのに水筒を持参です。蒸留水ではありません、水道水です結構適当です(一応沸騰させました、気休めです)。
あるとき、水筒を忘れて松本から高山に抜ける安房峠で川の水を入れました。
山の清流ですから街中の川よりマシでしょう?。

そのうちにバッテリーが変形してきました、真ん中が膨らんできて樽のようになってしまいました。
さすがの私も、これはおかしい!でホンダのSFへ。
結果はレギレ−タの故障でした当然、バッテリーと共に交換です。
新車での購入でしたが当時の電器部品なんてこんな物だったんでしょう。


最近よく使われている密閉型バッテリーは流動する電解液がありません。
電解液を浸透させた保持物質と電極で構成されています。
充電時に同じようにガスは発生しますが還元され水に戻るため電解液が減少することはありません。
適正な充電電圧の条件下ではガスは発生しませんが充電電圧が高くりますとバッテリーの持つ還元反応の限界を超えてガスが発生します。
そうなりますと電解液が減少、そのガスでバッテリー容器が変形したり破損してガスが外部に放出し性能を維持できなくなります。
密閉型バッテリーの充電には注意が必要です。

12Vのバッテリーは内部が6個の部屋に別れています、6Vでは3個です。
2Vの電池が6個直列(シリース)に接続されて12Vのバッテリーになっています。
この部屋一つの電池をセルと呼んでいます、セルが一つでも不良になればバッテリーとしての寿命は終わりです。
セル一つは2.1V位ですから実際の12Vのバッテリー電圧は12.6Vから12.8V位です。

このほかにバッテリーには不要な電気を吸収するという働きがあります。
旧い小型車には整流のあと電圧を安定させる回路が無いものもあります。
この電圧を安定させる役割をバッテリーが行っています。
バッテリーが消耗してきますと、この機能も低下します。
発電された電圧がそのままバルブに印加されることになり球切れとなります。


チョッと戻って電圧です。
送電線の電圧はかなり高いです、20万ボルトくらいでしょうか。
なぜこんなに高い電圧で送るのでしょう、末端で使用されているのは100V、200Vです。
電線抵抗による電圧降下と送れる電流を考慮していると思います。

野を越え山越えして何百Kmと送られますから、送電線の抵抗により末端での電圧降下が馬鹿に成りません。
発電所では2万ボルト、3万アンペアくらいの電気を発生させていますから、このままですとこの容量を流せる電線も太くせざるを得ません。
実際には、発電時の10倍くらいの電圧に昇圧されています。これにより電圧降下も1/4で済み電流も1/10で済みます。
あの送電線、銅線と思われがちですが、確かに金は置いといて銅の抵抗値はかなり低いです。
ただ重量があります、固有抵抗に目を瞑って?、アルミを使っています。
たしかにあの鉄塔の距離ですと相当の重量になりますから・・・・・・・

エジソンの頃は直流発電でした、交流と違い直流は電圧の制御が難しいんです。
当時は発電電圧が低かった為に送電しても末端の電圧降下が大きく、送れる距離が限られてしまいました。
それで街の真ん中に発電所を作り廻りに供給していました。中央発電所と呼ばれていたのはその為です。
ただ同じ高電圧なら送電ロスは直流のほうが少ないんですが。

交流は電圧の制御が簡単なんです、電圧と電流のピークのズレを考慮しても交流が選ばれたのはこの辺りでしょう。
そのズレ、皮相電力と実効電力の割合が力率と呼ばれています。
直流は交流のように電圧と電流がずれる事はありません。

商用電源の電圧がピークの144Vときに、流れる電流は70%程度なんです。
だから?100Vなんです、これでいいんです。
実際には電流がピークになるときにはすでに電圧が下がっているんです。
電力は、電圧×電流で決まりますがコンデンサやコイルの使用されている機器の場合、実際には電圧が常に変化していますから単純に積と言う訳にはいか無いのですがcos(2πω+α)なんて言う位相遅れの変数を入れたところで大したご利益には成りません?。

単純に 電圧(E) x 電流(I)=消費電力(P)でいいんです、良くは無いんですが良いことにしましょう。
100V×10A=1000Wの見かけ上の1000Wの消費電力でも実際に100Vですし、10A流れるんですから・・・・・・・・・・・
でもやっぱりモーターはまずいな〜・・・・・・・・・・・・・・

仕事率はW(ワット)です、これに時間を掛けたものが仕事量J(ジュール)です。
エネルギーはすべてこのワットとジュールでかたずきます。ちなみにまた人体ですが、100Wと言われています。
当然運動時と安静時は違いますし、赤ちゃんとお年寄りでは違います。まあこんなこと覚えても仕方ありませんが・・・・・・・・・・
10人集まれば1Kwでしょう、冷暖房の計算の目安としてよく使われる数字です。裸電球ですか、レストア馬鹿も!。

消費エネルギー(仕事率)=電圧×電流(W=V×I)です、消費エネルギー=電流×抵抗×電流(W=I×R×I=I×R)でも同じです。
消費エネルギー量(仕事量)(J)=W×T=V×I×T(T=秒)
ダイエット用に計算するなら、発熱カロリー(cal)=J / 4.2=W×T/4.2 で計算しましょう。
レストア馬鹿は高校時代より30年、体重に変化がありませんのでダイエットとは無縁ですので不要です。

機械エネルギー、熱エネルギー、化学エネルギーの扱いがこれで簡単になります、相互に計算ができますので。
電圧がEで単位がV、電流がIで単位がA、抵抗がRで単位がΩ・・・・・・・・この辺りの混同が電気がよく解からない一因にも?。

暇なときに遊んでいるE=mcなんていう面白い超有名?な式があります、何処で有名・・・・・・・・・
質量とエネルギーの関係を表した式なのですが相対論の関連で出てきます。
質量をエネルギーに変換したらどれくらいの価値があるかなんていう計算です。
円をユーロに両替するようなもの、チョッと違うがいいことにしましょう。
金(ゴールド)を換金(貨幣エネルギー)するほうが近いかも、どちらも相場に左右されてしまいますがレートを無視して考えましょう。
最近は有事のドルから、有事の金のようですし・・・・・・・・・・・・・・・
エネルギーがEジュール、質量mはキログラム、光速cはメートル毎秒を表しています。
一円玉の質量がどれだけのエネルギーになるかな?、で計算すると9×1013ジュール・・・・・
こんなのを我が家の電気使用量に照し合わせ「おお^〜1万年分だ^〜使い切れない!?」なんてやっています。

やっぱりレストア馬鹿は只の馬鹿かもしれません、子供と一緒で何でも玩具にして遊んでしまいます。


発電機を考えて見ましょう。

電流を流すのに電圧が必要と言いましたが、もう一つ磁力でも電流を流すことができます。
磁場、電場により電子の動きを活性化して電子を動かします。
これが発電機の考え方です、これも水で考えればポンプみたいなものでしょう。
電子を集めて送り出します。

昔は直流発電機が主流でしたが今はほとんどが交流発電機です、これはバイクでも同じようです。
一般的に今は、オルタネータと呼ばれる交流発電機ですが、発電機を英国ではジェネレータ、米国ではダイナモと呼んでいるようです。
直流、交流で呼び方が違うようでは無さそうです。
昔はバイク等の発電機は直流発電機のダイナモが使用されていました。
自転車は今でもダイナモと呼んでいる交流発電機です。自転車は英国からとの認識?ですが発電部分は米国からなのでしょうか?。
電気を作り出すための交流発電機と直流に整流するダイオードが一緒に組み込まれているものをオルタネータと呼んでいるようです。

直流発電のダイナモは、低回転での発電能力が低かったために、現在は使用されていません?。
メグロ、W系の皆さんは現在も現役ですが・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
最近はオルタネターを積んだバイクもありますが、3相ジェネレータのものが一般的です、単相のものもありますが。

車検等で使われているシャシダイナモメータと呼ばれているものがあります。
これはカワサキメグロSGあたりに使われていた、セルダイナモみたいなものです。
タイヤの駆動を受けたり、逆にタイヤを駆動することができます。二輪用は最高150km/hくらいまでOKとか・・・・・・・・
吸収,駆動とも30kW以上のようです。
このあたりは、チューニングショップなんかではおなじみです。私も時々利用させて頂いております。

変圧器の電圧は巻数できまりますが、発電機の場合にはその他にマグネット(磁石)が早く通過すればそれだけ起電力は上がります。
バイクの場合エンジンの回転が上がれば発生する電圧が上がります、単純です?。

モーターは発動機です、理論はまあ一緒ですからモーターを廻せば電気が起きます。
誘導作用で発電機で電気を作ったり、モータ(発動機)が回ったりするのですから大したものです。
ただ電圧を掛けても遅れて電流が流れるのですこし複雑に感じるだけです。

旧い小型車の場合、 発電容量と消費電力のバランスを取って設計されています。
ストップランプ、ウインカ、ヘッドライト等の消費電力とのバランスです、余裕がありませんので大幅な消費電力の変更はできません。
夜間、暗いヘッドライトが気になります。
6V仕様車は12V化がお勧めです。
アイドリング時には多少不足気味になりますが走行中は大丈夫です。
発生電圧は6V車であっても20V以上出るのが普通です。
ストップランプ、ウインカのLED化で対応できます、ウインカーリレーもIC化しないといけませんが。
配線抵抗による電圧低下も低減できますし電流も半分で済みますので効果はかなりあります。

とりあえず、作った電気を使えるようにしなければいけません。
オルタネターとDCダイナモはいいのですが、とりあえず直流に直さなければいけません。
旧い小排気量車ではACのまま使っている車種もありますが。

ここで登場するのがダイオード、昔はセレン整流器です。
セレン(Se)は物質の名前です、ダイオードも通常シリコン(Si)です、今では半導体素子はほとんどシリコンです。
昔、ラジオなんか作っていた60年代にはゲルマニューム(Ge)なんかの小信号用の整流器もありました。

このころ、’50〜’60年代のものはバイクに限らず面白いものが多いです。
日本に限らずアメリカでもミッドセンチュリーと呼ばれるこの時代のものは楽しい物が多いです。

整流して直流になってもエンジンの回転数により電圧が変動します、これを安定させる為に使われているのがヴォルテージレギュレータと呼ばれている部分(部品)です。
旧い車種には電磁コイル式のもの、リレーみたいなものです。
抵抗器(レジスタ)と電磁コイルを組み合わせて繋いだり、切ったりして電圧を調整しています。
この調整も白い犬です、いやおもしろいです(尾も白い)オヤジですから許してください。
最近のものは電子式ですから見た目には解りません。
整流と定電圧化の機能を持ったレギュレターレクチャーファイヤーと呼ばれるものが多いです。

点火コイル、マグネット点火コイルを考えてみます。
単純に考えれば、考えなくてもトランスフォーマーと呼ばれる変圧器です。
電磁誘導作用、誘導理論なんて言葉はどうでもいいんですが、変圧は交流を考えるときは外す事ができない特徴です。

逆に流れに波があるからなのですが、そう波があるものならとりあえず何でも変化します。
海の波でも電波、音波あたりでしょうか。
振幅が変わったり、周波数が変わったりと変化もさまざまです。
身近なところではラジオ辺りに、AM、FMがあったりします、振幅変調、周波数変調ですね。音楽でいけばトレモロとビブラートの違いでしょう。
音が変化して聞こえるドプラー効果も波の変化ですし、津波が入り江で高くなるのも波だからでしょう。

コイルに電流が流れるときその電気の流れ始めと流れ終わりがチョッと変なんです。
流れ始めは抵抗となりますし、流れ終わりには引き止めようとします、何かに似ていますが・・・・・・・・・・・・
点火コイルはこの電圧を遮断したときの引きとめようとする逆起電力により発生した電気の利用です。

このコイルは一次側コイルと二次側コイルの巻き線の比で、出力電圧が変わります。
単純にいけば二次側の巻き線が2倍であれば2倍の電圧出力、10倍ならば10倍となります。
ここだけを捕らえれば、至極当たり前のような気がします。


コンデンサーもバイクには使われています。
コンデンサは、直流に対しては電気を貯める働き、交流には周波数により抵抗値の変わる「抵抗」として機能しています。
電気を蓄えたり放出したりする蓄電池のような機能、そして直流は通さないという性質もあります。
静電容量または容量と呼んでいます、単位はF(ファラド)です。
日本ではコンデンサ(condenser)、アメリカでは電気容量=capacityでキャパシタが正式名です。
1F(ファラド)というのは膨大な量です、電子回路ではpF(ピコファラド)、μF(マイクロファラド)の利用がほとんどです。
扱える電圧もあります、コンデンサの電極間にかけることのできる電圧、定格電圧、耐電圧と呼ばれています。
この定格電圧を越えて電圧を加えるとコンデンサは壊れます。
幼少期?はこのコンデンサーをパンクさせては遊んでいました。
当時に物にはPCBが使用されています、PCBが酸化されますとダイオキシンです。
知りませんでした、今考えると・・・・・・・・・

蓄電池としての機能回路には、電源回路の平滑回路やコンピュータ等のバックアップ回路があります。
コンデンサの充放電に要する時間を利用ものにはタイマ回路などがあります。
直流を通さない、カットする性質を利用した回路には、特定の周波数成分を抽出、除去するフィルタなどでしょう。
周波数特性を考慮しなければならない回路には必ず?使用されています、まあ欠かすことのできないものです。

回路はレースではおなじみのサーキットと呼ばれます。

コンデンサには、容量を増やすのに使う「誘電体」の材料により多くの種類があります、何にでも用途別があるものです。
種類も電解コンデンサ、セラミックコンデンサ、フィルムコンデンサ、マイラーコンデンサ・・・・・・・・

ポイントに使われたり、ウインカリレーに使用されているコンデンサを使った電気回路を考えて見ます。
バイクに使われているのは、コンピュータ搭載部分を除けばアルミ電解コンデンサーでしょう。

コンデンサは電圧が上がっていくと電気を蓄えます、その容量がイッパイになるまで外部に対して一切仕事をしません。
電圧が下がっていくと、貯めておいた電気を放出して仕事をします。
これがウインカーリレーとして利用されます。

コンデンサには不用な電圧を吸収する働きもあります、ノイズを吸収する働きです。
ポイントに発生したリークを吸収するのに役立っています。

コンデンサは、電源(電圧)の負荷変動を一定にする働きもします。
これは最近、ホットイナズマで使われている考え方もその利用です。
中身は単なる電解コンデンサです、容量の違うものを組み合わせているだけです。
私も作ればいいのですが、面倒でしたので?購入して付けています。

一番電圧の影響を受け易いのは点火系です、バッテリーの容量が大きければ大丈夫なような気がしますが、本当に気だけです。

バッテリーは確かに大きな電流は流せますが、瞬間的な電圧の変化にはついていけません。
プラグに電気火花を飛ばすのは電圧です、と前のほうでに書いた気がします。
この瞬間的な電圧を補う為にはコンデンサが有効です、コンデンサの得意技ですから。
単純にバッテリーに電解コンデンサをパラレル(並列)に接続すれば良いだけです。
電解コンデンサにはバッテリーと同じで極性がありますので注意が必要ですが・・・・・・・・・・
同じ原理でプラグコードにも、ホットワイヤーとのことでの利用もされています。

コンデンサもいろんなことやっています、役者です。

電気はチョッと考えてみても色々なことに利用されていますからとても説明しきれる物ではありません。

とりあえずバイクに関係ありそうな電気を拾って見ましたが、漠然としたものになってしまいました。

人体から宇宙の果てまで電子の海です、全てを知り理解する事は不可能です。

エジソンも交流理論は理解できませんでしたので、レストア馬鹿では太刀打ちできません。

後は、ゆっくり加筆していきます、間違いがございましたらご指摘頂きたいと思います。