9.　電気・電子機器

★　動力 (パワー)の単位は、ワット(W)ですが、馬力 も動力の単位です。ジェームス・ワットが、蒸気機関 を発明したとき、蒸気機関がどのくらいの力で仕事ができるかを、数字で表すことを、考えました。当時は重いものをひっぱったり、運んだりするのは馬や牛でした。

★　ワット は、実際に荷馬車用の馬に、力仕事をさせて、力の大きさを決めたのです。1 分間に33,000 ポンド［約15トン］の重さのものを１フィート［約30センチ］動かす仕事ができる力を、1 馬力と決めました。これは、文字通り、1 頭の馬が仕事をするときの力です。
★　人間は、力仕事よりも、頭脳の力ゆえに優れているわけですが、人間を、動力として評価すると、どの程度でしょうか。

★　ツール・ド・フランスというのは、世界最高峰の、自転車ロードレースです。

★　さて、動力の単位は、いろいろ あります。

★　図で熱量に関する単位が、あります。熱量と仕事とは、同じですから、換算することが、できます。
★　トルク は、物体を回転させることができる力で、ねじりモーメント とも呼ばれます。トルクは正確には力ではなく、力と距離との積で表される、量(力のモーメント )です。
すなわち、トルク N は、物体に加わる力を F、回転の軸からみた力の加わる点までの距離(ベクトル)を r とすれば、
　 　 　N = r × F
です。
★　ここで、トルク N も、ベクトルであり、N の向きを進行方向とする、右ねじ回りに、物体を回転させます。トルクの単位は、N m (ニュートン・メートル)です。
上の式から、腕の長さが長い方が、物体を回転させる効果が、大きいことが、分かります。
★　トルクだけでなく、回転運動に関連した単位を、まとめて置きます。同等の、直進運動と対比させて、あります。

★　インバータは、インバートする装置です。そのインバートは、上下を逆にする、内側と外側を逆にする、など、要するに、ひっくり返すことです。ディジタル IC のインバータは、ハイとローとを、反転させる素子です。
この意味では、ひっくり返すものは、何でも、全て、インバータです。童話の、鏡の国のアリスは、インバートされた世界です。

★　直流→交流の変換機は、フルネームなら、DC/AC インバータ です。しかし、通常は、この、直流→交流の変換機器のことを、単に、インバータ と呼んでいます。
交流→直流の変換機には、元々、整流器(レクチファイア )の名が付いていました。整流器よりも、新しい製品である、直流→交流の変換器の方を、インバータと呼ぶように、なったのでしょう。
★　交流を、直流に変換して、その直流を別の交流に変換する装置のことも、インバータと呼んでいます。
私たちの周りにある、最も普通の電源は、交流の商用電源(50/60 Hz、100/200 V)です。商用電源以外の交流が、ほしい場合、電圧だけを変えるなら、変圧器で済みます。しかし、周波数を変えたいときは、商用電源の交流を、一旦直流に変えてから、所要の交流に変換する必要が、あります。
★　誘導電動機は、本文で述べたように、構造がシンプルで、運転効率が高く、しかも安価な、電動機です。しかし、商用電源で、誘導電動機を、使用する場合には、電動機の極数を切り換えて、段階的に、速度を変えることは、できますが、回転数を、連続的に変化させることは、できません。
★　出力周波数が可変のインバータと、組み合わせることによって、この問題が、解決します。これを、インバータ制御 と、いいます。

★　インバータは、その機能によって、いくつかに、種類分けされます。インバータの出力は、電圧と周波数ですが、その出力が、固定のものと、可変のものとが、あります。
　 　 　CVCF 　 　:　電圧固定、　周波数固定
　 　 　CVVF 　 　:　電圧固定、　周波数可変
　 　 　VVCF 　 　:　電圧可変、　周波数固定
　 　 　VVVF 　 　:　電圧可変、　周波数可変
★　インバータは、大きな装置や列車 の制御から、蛍光灯の制御まで、用途も、大小、様々です。

★　蛍光灯には、インバータを使用する、もう一つの利点が、あります。それは、ちらつき を無くすことです。蛍光灯を、商用電源で点灯すると、電源周波数に起因する、100〜120 Hz の、ちらつき が発生します。この周波数で明るさが、変動しても、それだけでは、人間の目には感じません。
★　しかし、蛍光灯に照らされた物体が、移動すると、ちらつきが目立ちます。蛍光灯に向かって手をかざし、その手を振ると、この現象が、良く分かります。
インバータ蛍光灯でも、ちらついているはずですが、ちらつきの周波数が高いので、手を振ったりしても、人の目には、感じません。