ためになる話
2026/02/07
コンセントから音が出る
２０２６.2.1「電気ストーブを使用するとコンセントから音が出るので見て欲しい」と言う連絡が有り、僕は「電気工事を５０年以上やっているけど、そんな事はあり得ないよ・・・」と説明をして現地に見に行くと、本当にコンセントから少し音が出ていました。
壁のコンセントを取り外して手に持って、電気ストーブを使用してみると音が出ないのですが、コンセントを壁に戻して電気ストーブを使用したら、やはり少し音が出るのです。
電子レンジを使用しても音が出て、電気ストーブを強で使用すると音が大きく、中に切り替えてみると小さく音が出ます。初めての事例です。
原因は
壁の中の取り付けボックスの中心に取り付けられている磁石が、コンセントに差し込まれた黒線と白線のＩＶ線に流れる電流で、わずかに発生する漏えい磁束の影響によって磁石が電源周波数の５０ヘルツでわずかに暴れていたのです。
小さな磁石の両脇に有る電源線から出る漏えい磁束のエネルギーは小さいのですが、５０ヘルツの電源周波数と小さな磁石の質量とで、磁石が共振していたのです。
※
ボックスに取り付けられている磁石は、直径１０ｍｍ厚さ５ｍｍくらいのフェライト磁石で、新築の時、石膏ボードが貼られた後にボックスレーダーと言う道具で石膏ボードの上から、ＢＯＸの取付け位置を簡単に見つけるために有ります。
修理は、
原因が分かったので、ボックスに付いている磁石をもぎ取る事で完了しています。
ここからは僕の身勝手な余談です。（長文）
漏えい磁束についての説明
フレミングの左手の法則によって電流が流れる線の周りに磁力が発生する理論です。
モーターやボイスコイル型のスピーカー、針が動くアナログ電流計もフレミングの左手の法則によって動いているのです。
モーターもスピーカーも大きな力を出すために線をコイル状にして大きな力を出していますが、今回の様に単線から出るほんのわずかな磁束でも、数ミリ離れている磁石が共振する事で、わずかに動かすエネルギーが有る事が分かりました。
補足として
漏えい磁束を測定している機器には、クランプメーターと言う電流計や漏れ電流計等が有ります。
漏電ブレーカーも漏えい磁束の数値を特定して。３０ｍｍアンペア型や１５ｍｍアンペア型が販売されています。
補足その2
一般的な送信電波も理論は全く同じです。
送信アンテナや送信コイルに高い周波数の電流を流すことで磁束が発生します。ただしこの場合は「空中線から発せられる電波」と言い、電磁波の事を言います。
電磁波は周波数が高ければ減衰が少なく遠くまで届きます。
水分が無く真空の宇宙では電波は、その電波の広がりによる減衰以外は、減衰しないようです。
テレビに使用する周波数帯の電波になると、山影や建物の陰になるとほとんど受信できませんが、周りの建物などに反射して、少し遅れてくる電波も、アナログ電波から地デジになったことで、デジタルテレビのチューナーの中で画像を整理整頓して、ゴーストの無いきれいな画面で見られる時代になっています。
もう少し高い周波数の携帯電話は、
いわゆるプラチナバンドになると、建物などから反射して来る電波の受信に加えて、鉄筋コンクリートの中の鉄筋グリッドメッシュの間隔よりも波長が短いので、エレベーターの中にまで電波が届き送受信できる特性が有るのです。
でもね、
テレビのパラボラアンテナで受信する衛星放送のマイクロ波は、木や木の葉や窓ガラスも大きく電波が減衰して受信できないのです。
Ｘ線（レントゲン線）は、体を通り抜ける電磁波が体内の水分濃度で部分的に電磁波が減衰して画像を映し出しているのです。
周波数の高いマイクロ波は、
パラボラアンテナで一方向にのみ電波を送信すると、太陽系の天王星まで飛行した人工衛星ボイジャー2号から送信された電波を、地球上の直径数十メートルの沢山のパラボラアンテナ群によってボイジャー2号からの撮影画像の受信が出来ています。すごいですね。
※
実はその人工衛星から送信されたマイクロ波の周波数と同じ周波数では受信できません。ボイジャー2号は高速で太陽系から離れていくので、ドップラー効果で受信周波数が低くなります。
受信する地球も、太陽系から離れていく人工衛星よりも数倍速く太陽の周りを高速で公転しているので、相対的な速度分の受信周波数のずれを割り出して地球で送受信しているのです。
地上からボエジャー２に操縦電波を送信するときには、ドップラー効果による周波数のずれを割り出してボエジャー２が受信できる周波数にずらして送信しています。
補足その3
電子レンジで使用している24.5ＧＨｚの強力なマイクロ波は、水分子に反応させて水分を過熱しています。確か７０年くらい前のゼネラルエレクトリックの発明です。
漏えい磁束や周波数によって特性が違う電波（電磁波）は、電子レンジを含めて社会の中でうまく利用しています。
フレミングの左手の法則によって発生する力は、一般的には回転するモーターの理論を説明していますが、特にリニアモーターはＣＤプレーヤーやブルーレイの中のフォトダイオードの微細な移動に使われていたり、リニアモーターカーでは強力な磁力で力を発生しています。
また近年ではレールガンや電磁カタパルトなど、用途を変えて存在しています。
余談
モーターと言えば、輸入問題になっているレアアースから抽出されるネオジム磁石によって、それまでのフェライト磁石より強力なモーターを作る事ができ、たとえばハードデスクは１０分の一以下の大きさになって現在も広く使用しています。
※
１９８２年に佐川眞人（さがわまさと）さんのネオジム磁石の発明によって圧倒的な磁力の強力なモーターが出来るようになりました。ノーベル賞級の発明だと僕も思っています。
※
正確には半導体回路のインバーターによって３相交流を作って３相モーター（ブラシレスモーター）で強力なトルクを生み出していて、ハードデスク、ＣＤ、レーザーディスクのシャフトやドローンのプロペラシャフトに取り付けられています。
その他にも僕の知らないいろいろな所で使用していると思います。
そしてドローンや空飛ぶ自動車も作る事が可能な時代が始まったのです。
レアアースについて、
生産コストや商品として生産が始まるには年数掛かりそうな南鳥島からの産出はさておいて、中国以外でもオーストラリアを始めいくつかの国で発見され始めていて，だんだんレアでなくなってきています。
どの国もその産出依頼を、もっとも信頼できる国、日本からの技術援助を望んでいるようです。
おそらく数年後にはレアアースの産出が世界レベルで安定し始めて、ネオジムやボロンの供給も安定し始めると思っています。
その事とは別に、
日本国内メーカーの発明で、レアアースを使用しなくてもネオジム磁石に匹敵するモーター磁石の生産目途がいくつか見えてきています。
ネオジム磁石のブラシレスモーターでプロペラを直接回転させている空飛ぶ自動車について
日本の大手自動車メーカーは「電気自動車はＨＶ車に比べて重くて・・・」と言いながら、重い大きなバッテリーを積んで、わずかな距離しか飛ぶ事が出来ない空飛ぶ自動車を作っているのは何故なのでしょうか。
バッテリーで飛ぶ自動車を作っても、ガソリンエンジンやタービンエンジンやジェットエンジンで飛行する飛行機の１００分の１から１０００分の１しか飛行距離が無いのです。
バートルータンの作ったボイジャー
ボイジャーと言う飛行機はガソリンエンジンを前後に付けたプロペラ機ですが、地球１周（４０，０００Ｋｍ以上）を無給油無着陸で飛んでいますが、空飛ぶ自動車はせいぜい１０Ｋｍから４０Ｋｍくらいしか飛べないと思うし、着陸した場所に急速充電設備が無ければだめなのです。
なので、バッテリーではなく、曾澤コンクリートのレシプロエンジン発電機を積んだドローンや本田技研のタービンエンジン発電のＶトール機が出てきているのです。
ヘリコプターにドローンの自立安定制御システムを搭載するのが簡単です。
プロペラが大きい方が推力効率が格段に良いので航続距離が飛躍的に良くなり数百キロの飛行距離を飛ぶ事が出来ます。
ヘリコプターにはセカンドチャンスが有ります。
ドローンと違って大きなプロペラのヘリコプターにはセカンドチャンスが備わっています。
万が一突然エンジンストールが起きても、ジャイロコプターと同じように、プロペラが回り続けて近くの畑にでもふわりと着陸できる「オートロー」と言う操作が出来るのです。
それはすでに完成しています。
約１０年前から農業に使用するドローン感覚で操縦が出来る、農薬散布用のガソリンエンジンヘリがすでに完成していて沢山飛行し始めていますから、そのシステムが良いと思います。
小さいプロペラはダメです。
ライトフライヤーは１７馬力しかないエンジンで２６０Ｋｇも有る機体を飛ばしていますが、２.６ｍのとても大きなプロペラ２個で設計したことで大きな推力をたたき出して飛行しています。
極端に効率が悪い小さなプロペラで揚力と推力で飛ぼうとする空飛ぶ自動車は、その設計コンセプト自体、根本的に間違っていますから、ごく一部の用途として残るかもしれませんが、空飛ぶ自動車のコンセプトとしてはいずれ無くなります。
鳥人間コンテストも
僕は人力飛行機型の設計が間違っていると思っています。理由は空気抵抗を気にするあまりペダルをこぐ姿勢が間違っています。もう一つはプロペラの直径が小さいです。
ポールマクレディーが作ったゴッサマーアルバトロスの様に、競輪選手の姿勢で設計する事でペダルに体重を乗せられるうえにドロップハンドルの姿勢にすることで、腕力もペダルへの力が加わる設計にし、更に大きなプロペラを取り付ける事で、何時間も飛行する事が出来ます。
※
航空機、ハンググライダー、パラグライダーの様に７Ｇ以上の荷重に耐えられる機体設計ではなく、鳥人間コンテストのような、せいぜい３Ｇに耐えられる機体設計の中のお話です。
もう一つ時々見る設計ミスは、翼の長い矩形翼機は、よほど小さな飛行先回をしない限り翼単失速は起きません。いわゆる矩形翼の失速は翼の中央から失速が始まる理論に加えて、上反角も付いている主翼には、翼端のねじり下げの設計は必要無いのです。
ドローンの自立安定制御システムは、
今は、中国製のドローンが主流になっていますが、中身の制御システムはそのほとんどがスマートフォンに内蔵されている日本製のセンサーやＧＰＳシステムを活用して作られています。
半導体はほぼ日本製のパーツが無ければ作る事が出来ません。
日本の様々な部門の半導体技術や生産機器や検査装置が無ければ、韓国、中国。そしてＴＳＭＣも半導体部門は止まってしまいます。
電気自動車だけではなくハイブリット車や航空機も日本の技術無しでは無理なのです。
すごいですね。
ドローン制御システムで飛ぶヘリコプターは、
ドローンは操縦桿操作をしなければ、その位置とその高さを自動安定で静止しているシステムです。強い横風や乱気流の中であっても操縦をしなければしっかりとその位置に自立安定しています。
シミュレーターによる操縦訓練だけで誰でもパイロットとして操縦が出来ます。
ラジコンでドローンを飛ばす技術が無くてもパイロットとしては比較的簡単に飛行ができます。操縦を中止すれば自立安定してその位置に静止して飛行し続けているからです。
だから新庄も野球場の中で、やすやすと空飛ぶ自動車の飛行操縦が出来たのです。
でも、もっと言えば、
長い翼で設計されたＶトール機で設計すれば、ヘリコプターよりもはるかに航続距離が延びるのです。
ホンダジェットは
今現在発売されているホンダジェットは、ガーミン社のオートパイロットシステムで作られていますが、飛行中に突然パイロットが操縦困難になっても、最寄りの飛行場を自ら選択して緊急着陸するシステムがプログラムされています。すごいですね。
安全性について、僕は個人的に思っているのです。
６０年くらい前だと思うのですが、アメリカグランドキャニオン上空での旅客機同士の空中衝突事故を基に作られたルールで、飛行する方向によって飛行高度が決められ、衝突を防ぐ規則である高度セパーレーションによる飛行がきめられました。
トランスポンダや今現在のＧＰＳシステムを含むドローン制御システム、マイクロレーダー、等が駆使される新たな空のトラフィックルールが作られ、空中衝突が起きないシステムが作られて、空飛ぶ自動車の時代が来ると思っています。
空は３次元空間ですから、
車が走る地上では、不意に見えない陰から何かが飛び出したりしますが、飛行空間はあらかじめ数分前から衝突回避システムを作動し始める事が出来ます。
空の自動運転と衝突回避システムは、車の自動運転システムに比べて衝突防止システムは簡単です。
おそらく２０年後にはある程度空飛ぶ自動車が飛び、飛行速度の違いに分けた車線幅数Ｋｍの飛行通路で、それは地上から見ても分かるようにＧＰＳコントロールで空飛ぶ自動車が空のトラフィック道路を飛び始めるのだと思っています。
衝突しないように前後の飛行間隔が制御され、飛行方向によって高度が数百メートル間隔で決められて飛行すると思っています。