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第1級陸上無線技術士、第1種伝送交換主任技術者、第1種アナログ工事担任のTOITAが航空無線を目指す、皆様のお手伝いをします。



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第7期第7章電磁気 (9)コイルの4
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第7期第7章電磁気 (9)コイルの3(フレミングの右手の法則)
今回は、コイルのお話の準備として前回お話をしました「フレミングの左手の法則」の応用であるモーターと
「フレミングの右手の法則」のお話です。
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第7期第7章電磁気 (9)コイルの2(フレミングの左手の法則)
             第7章電磁気
         (9)コイルの2(フレミング
            の左手の法則)

今回は、コイルについて学ぶ前の基礎知識の2回目として
フレミングの法則についてのお話です。
フレミングの法則は、試験に出るから勉強するのでなく、身
周りの電気製品に利用されている事を今回のお話から見
出して下さい。

今回のお話の前に前回お出ししました演習問題の解答を
しておきます。
[1]演習問題の解答

 fig-213.jpg



まず、磁界の向きですが、答は、b です。ちなみに丸にバツ
を書いた印は、矢を後ろから見たところです。逆向きの場合は
、矢の先ですから丸の真ん中に点になります。
次にH2の大きさです。

         H1=I/(2πr)=8[A/m]

でした。   I =8x(2πr)

です。導線からの距離が2倍になりますが、電流は、同じです
ので、

         H2=I/{2πx(2r)} ={ 8x2πr}/{2πx(2r)}
    =4 [A/m]
となります。

[2]フレミングの法則

fig-42.jpg
  

図-2 の左側をご覧ください。N極からS極に向かう磁界:H と
直角の向きに導線があります。
導線の両端には、電池が繋がれています。
電流は、左から右へと流れています。すると導線は、黄緑色
の矢印の方向へ力:F を受けます。
この法則を皆さんの左手で覚えてみましょう。
左手でグーを作ります。そして、人指し指だけを真っ直ぐに伸
ばします。続いて中指を人差し指と直角になる様に開きます。
そして、親指を人差し指、中指の両方に対し直角になる様に
開きます。
ここで、親指は、力の方向。人指し指は、磁界の方向。中指
は、電流の方向をそれぞれ示します。
この法則は、電気に関する仕事をする上で非常に重要です。
次回お話ししますフレミングの右手の法則と一緒に覚えて下さ
い。

さて、このフレミングの左手の法則が実際に利用されている物
は、何でしょう?
その1つは、モーターです。

導線に電流を流すことで磁界が発生します。磁石による磁界
と永久磁石が作る磁界の間でN極とN極、S極とS極の場合に
は、反発します。
N極とS極の場合は、引きあいます。これらの力を電磁力と言
います。この事を利用してモーターを作る事が出来ます。
磁石の磁界の中で電流を流した導線が動くことでモーターに
なる事についえは、次回詳しくお話をします。

次回は、モーターの仕組みとフレミングの右手の法則につい
てお話をします。


第7期第7章電磁気 (9)コイルの1
今回は、電子回路の重要部品であるコイルのお話ですが、そのお話に先だってコイルに電流が流れるとなぜ、磁力が発生するのかと言うお話をしています。
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第7期第7章電磁気 (8)コンデンサー
今回のテーマは、「コンデンサー」です。コンデンサーは、この後に続く電気回路でコイルと同じく重要な役割を果たしますので、第7章の電磁気で良く理解しておいて下さい。
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第7期第7章電磁気 (6)磁束と磁束密度
今回は、航空無線通信士養成用参考書には、記載がない「磁束」と「磁束密度」のお話をします。
この磁束と磁束密度については、国家試験に出題される様になりましたのでしっかり、この場で
勉強しておいて下さい。
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第7期第7章電磁気 (6)電束と電束密度
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第7章電磁気 (5)磁気に関するクーロンの法則他
今回から磁気のお話になります。その中でも単位が重要です。
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第7期第7章電磁気 (4)電気力線
今回は、電界の様子を表す為に考えだされた電気力線に
ついて考えてみます。

電気力線の特徴
1.電気力線は、正(+)から出て負(-)にはります。
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第7章電磁気 (3)電界
今回は、前回お話しました電荷同士が力を及ぼしあう
空間(電場)についてのお話です。
この電場と言う言葉は、物理屋さんが使う言葉で電気
屋さんは、電界といいます。

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第7期第7章電磁気 (2)クーロンの法則
            第7章電磁気
           (2)クーロンの法則

訂正とお詫び
 前回予告しました今回のテーマが「ファラデーの法則」と
 なっていましたが、今期は、「ファラデーの法則」について
 、お話をいたしません。
 今回は、「クーロンの法則」のお話を行います。

前回お見せした図の下側の図をもう一度ご覧下さい。
原子から離れた電子は、”-”の電気を持ちます。
また、電子が抜けた原子は、”+”の電気を持ちます。
それぞれの絵を描いていては、大変なのでそれぞれを同じ
大きさを持つ丸で描きます。
これを電荷と言います。
下の図-2をご覧ください。
電荷同士の力

”+”同士の電荷及び”-”同士の電荷の間の間には、
反発する力が働きます。
”+”の電荷と”-”の電荷の間には、引きわう力が働きま
す。

それでは、どの位の力が働くのでしょうか?
クーロンの法則


Q1とQ2と言う電荷が有ったとします。
電荷同士の間の距離は、 r です。
この式を理解する上で大変重要な事があります。
これは、クーロンの法則だけでなく様々な面で重要となり
ます。
皆さんは、ある場所から音を出した時、遠くへ行く程、音が
小さくなる事を経験された事があると思います。
それは、どうしてでしょうか?
「音の発生している場所から遠く離れたから。」では、私の
質問に答えた事になりません。
私は「音の発生している場所から離れると音が小さく聞こ
えるのは、何故でしょうか?」と聞いています。
図-6をご覧下さい。
エネルギーの広がり

真ん中の赤い玉が音源とします。薄い水色は、赤い玉と
同心円の球だと思って下さい。
赤い玉から距離 r の球の表面は、r が大きくなる程大きく
なります。
半径 r の球の表面には、音源から出た音のエネルギーが
全部含まれます。
と言う事は、球の表面の単位面積を通過るすエネルギーが
距離 r が大きくなる程小さくなる事が分かります。
よって、音源から遠くなる程、音の大きさは、小さくなるので
す。
これは、電波を輻射した所より離れる程、電波が弱くなるの
と同じ事です。

話をクーロンの法則の話に戻します。
式の中で赤い字で書いて有る所が球の表面積を表します。
仮にQ1の側から考えてみますとQ1が持つエネルギーは、
Q1からの距離が遠くなる程、小さくなります。
Q2は、Q1からの半径 r の球の上に居る事になります。
つまりQ1から半径 r の球の単位面積当たりのエネルギー
とQ2が持つエネルギーの積に相互に働く力が比例する事
を示しています。
残りのεは、誘電率と呼ばれます。
誘電率とは、分極のしやすさを示します。
分極とは、原子から電子が離れて原子が”+”の電気の性質
を示し、原子から離れた電子が”-”の電気の性質を示すのと
違い原子と電子が離れないのですが、電子の軌道が原子核
と同心円にならなくなる為に電子のずれた方が”-”になり、反
対側が”+”になると言うものです。
この例は、下敷きを脇の下で擦った時静電気を持ちます。
これは、分極によるものです。

次回は、電気の力が働く場。「電界」についてのお話です。










第7期第7章電磁気 (1)電気の正体
           第7章電磁気
           (1)電気の正体


TOITAの「航空無線通信士受験塾」第7期もいよいよ後半
です。
当クラブでは、文系の方が一番苦手としている「電磁気」、
「電気回路」のお話に入ります。
本来、この2つの項目は、電気を学ぶ学校では、最初にや
りますが、当講座では、合格する事を主眼としていますので
受験に近い時期に行い記憶に残してもらおうとしています。

「電磁気」は、学校では、「電磁気学」と呼ばれ電気を学ぶ
者の基本となりますが、最近では、理解出来ない学生が多
い為に履修すべき科目から外されている大学がある様です。
本講座では、難しい「電磁気」を皆様の身の周りの事に例え
て分かりやすい解説を行います。

受験参考書では、分からない事が「な~んだ。そうだったの
か。」と言われる解説を目指しています。

「電磁気」は、文字通り「電気」と「磁気」のお話です。
しかし、どちらも元は、同じなのです。
電気の正体を呼んで頂きますと分かってきます。
それでは、今回のテーマ「電気の正体」のお話です。

1.電気の正体
 電気と言えば、家庭のコンセントに来ている奴で家電品
 やパソコン等を使うのに使う奴。それがどの様なものか
 考えた事もないと言う方が多いと思います。
 また、見た事がある人もいないと思います。
  今回、「電磁気」の最初に「電気の正体」についてお話す
 るのは、「電磁気」を分かりやすくする為です。
 また、航空無線通信士は、電気で動く無線機を使うのです
 から、将来、免許を取って、パイロットや管制官やカンパニ
 ー無線の通信を行う様になった時、専門以外の人から聞
 かれた時、答えられる様にしましょう。


 前置きが長くなりました。
atomic.jpg


 身のまわの全ての物質は、分子で出来ています。また、
 その分子は、様々な原子の集まりで出来ています。その
 原子は、上の図で示す様に真ん中の赤で示した原子核
 その周りを廻る緑と青で示す電子で出来ています。
 上の図を分かりやすく同じ平面上を廻る軌道として描い
 た図が下の図です。 
fig-258.jpg

 真ん中の赤は、原子核で「陽子」と「中性子」から出来て
 います。陽子は、”+”の電気の性質を示します。「中性子
 」は、電気的性質を示しません。
 原子核の周りを廻っている電子は、青い玉で示していま
 す。
 電子は、”-”の電気の性質を示します。
 ここで各軌道が飛び飛びである事と各軌道には、電子が
 2つづつ有る事に注目して下さい。
皆さんは化学で原子価と言う言葉を聞かれた事があると
 思います。
 原子価とは、他の原子と結びつく時の手の様なものとだ
 との説明を受けたと思います。
 原子価とは、一番外側の軌道で電子が1つ足らない状態
 を言います。
 この電子の事を不対電子と言います。
 電子の合計数と原子核の中の陽子の数は、同じです。
 よって不対電子のない原子では、陽子と電子の数が同じ
 ですので”+”の電気の量と”-”の電気の量が同じで電気
 の性質を示しません。
 上の図では、一番側の軌道の電子が1個足りません(青
 の線で描いた所が不足の電子を示します。)

 電子は、飛び飛びの軌道を廻ると言いましたが、原子核
 に近い軌道を廻る電子程、エネルギーが小さく、原子核
 からの束縛を受けています。
 逆に原子核から遠い軌道を廻っている電子程、エネルギ
 -が大きく原子核からの束縛が小さくなります。

 これは、子供の成長に例えられます。原子核を親とします
 と力の弱い小さい子は、殆ど親とくっついて1日を過ごし
 ます。
 大きくなるに従って力も強くなり親から離れて遠い所迄、
 遊びに行く様になります。

 やがて、親元を離れて一人暮らしをする様になります。
 この親元を離れて自由になった子供を自由電子といい
 ます。
 この自由電子こそが電気の正体なのです。
 皆さんは、電流と言う言葉を聞いた事があると思います
 すが、電流とは、電子が移動する事を言うのです。
 沢山の電流が流れるとは、1秒当たりの電子の移動数が
 多い事を言います。

次回は、電気を理解する上で大変重要な「ファラデーの法
則」についてお話をします。
 




第7期第7章監督と罰則 (3)検査結果の指示の処置をした時他
今回は、第7期の法規の最後として「検査結果の指示の処置をし
た時」他のお話です。

1.電波法施行規則第39条
 免許人等(等とは、航空無線には、関係ありませんが、無線局
 が免許でなく登録で済む場合があり、この場合は、登録人とな
 ります。)は、検査の結果について総務大臣からの指示を受け、
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第7期第7章監督と罰則 (2)総務大臣への報告
今回は、総務大臣への報告です。
総務大臣は、無線局を監督する義務が有ります。
そして、適正な運用をさせる為に従わない局の免許人や無線
従事者へ罰則を与える事があります。
総務大臣が監督すると言っても、当事者でないと分からない事
があります。


1.総務大臣への報告
そこで、無線局の免許人等に対して次の3つの場合について
報告を義務付けています。
(1)遭難通信、緊急通信、安全通信又は非常通信を行った時

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第7期第7章監督と罰則 (1)臨時の電波の発射の停止
今回から監督と罰則についてのお話します。これまでも何度か述
べましたが、周波数は、有限で貴重な人類共通の財産です。その
為、電波は、基本敵には、使っては、いけない。しかし、条件がみ
たされれば、特別に使って良いと言う事で免許が与えられます。ま
た、無線設備を運用するに足ると判断された人には、従事者免許
が与えられます。
免許を与えるからには、総務大臣、総合通信局長には、監督が、
義務付けられます。
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第7期第6章無線従事者 (2)免許の再交付申請
今回は、無線従事者免許のお話です。
特に平成23年2月期の試験では、6項が重要になると思われ
ます。

1.免許申請
  皆さんが、晴れて、国家試験に合格するか養成課程を修了し
  た場合は、以下の書類等を国家試験の受験地又は、養成課
  程を修了した地を管轄した総合通信局長宛に提出します。
・総務省令で定める書式の申請書。
・氏名及び生年月日を証するもの。(戸籍謄本、住民票の写
    し等)
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第7期第6章無線従事者 (1)無線設備の操作
今回から「無線従事者」のお話です。
これから、無線従事者となられる皆様に対し、それぞれの資格
に於いて何が出来るか、無線従事者としての義務や無線従事
者の免許の扱い等が問われる事は、当然です。

航空無線通信士が電波法においてどの様に規定されているか
しっかり勉強して下さい。

1.操作範囲
  航空機、航空機地球局、航空機の為の無線航行局、以上
  の無線設備の操作。(モールス符号による通信は、出来ま
  せん。モールス符号による通信は、高度な技術が必要とさ
  れると思われているせいだと思います。)
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第7期第6章電源 (2)電池一般
今回は、電池のお話です。電池が航空無線の試験で重視され
る理由は、航空機には、飛行中、電線を引いて電気を供給出来
ないと言う事にあります。
電線を引き込めませんので発電機を持たなければなりません。
これは、自動車と同じです。
発電機で発電した電気の最大の使用目的は、エンジンの始動
とエンジンを回し続ける為の電気です。
次に機内の照明などや通信機への電力の供給です。
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第7期第6章電源 (1)電源回路の基本的な構成
              第6章電源
            (1)電源回路の
             基本的な構成

今回から電源のお話をします。電源は、いつも軽く扱われ
ていますが、航空無線設備も電源がなければ動きません。
航空無線設備に限らなくても、航空機の電源が故障してし
まったらコックピトの全ての装置が使えなくなります。
この様なアクシデントがあってもあわてない様、基本的な
事だけでも勉強しておきましょう。

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