なぜ家庭で使われている電気は50Hzと60Hzに分かれているんでしょうか。別に全国同じでもいいように思うのですが。
 それに、電車も直流と交流と両方の方式があるようですが、これもなぜなのでしょうか。

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A 回答 (11件中11~11件)

初めて日本に入れた発電機が西日本と東で違っていたからです。


一方はイギリスから、もう一方は忘れました。
その発電機がそれぞれ50と60だったのが現在まで続いているようです。
電車も同じように違ったシステムが混在しているからだと、新聞で読んだ記憶があります。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。早くに回答を頂きながら、お礼が遅くなり申し訳ありません。

お礼日時:2001/05/20 19:10

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Q準静的過程,可逆サイクル,熱効率 (熱力学)

熱力学に関して以下の様に理解しております.
しかしこの理解はどこかが間違っているはずです.
そこで,その間違いはどこなのか,どの様に間違っているのかを指摘して下さると幸いです.



(1) 任意のサイクルにおいて,そのサイクルを常に平衡を保った状態で(準静的に)
  完了すれば,そのサイクルは可逆サイクルである.

(2) 可逆サイクルは最も熱効率のよいサイクルである.

(3) (1),(2)より,任意のサイクルを準静的に完了すれば,そのサイクルは
  最も熱効率の良いサイクルである.



上の理解はどこかが間違っているはずなのです.
なぜなら,(3)より,カルノーサイクルでもオットーサイクルでもディーゼルサイクルでもブレイトンサイクルでも,
サイクルを準静的に完了すれば全て同じ熱効率となってしまうためです.

Aベストアンサー

一言で言えば,熱源の数が違います.

最初に効率の定義を確認しておきましょう.
1サイクルでもらった熱量を Q2,
捨てた熱量を Q1
総仕事(外にする方を正と勘定)を W とするとき,
熱機関の効率ηは
(1)  η = W/Q2
で定義されます.
エネルギー保存則によって
(2)  Q2 - Q1 = W
ですから
(3)  η = 1 - Q2/Q1
と書くこともできます.
ここまでは効率の定義で,最大とかいう話はまだ出てきません.

さて,カルノーサイクルは2つの熱源の間で動作し,
その効率ηは
(4)  η = (T2-T1)/T2
に等しいことが知られています.
T2 は高温熱源の温度,T1 は低温熱源の温度.
カルノーサイクルでは,
作業物質の温度が T2 から T1 に移る(あるいはその逆)ときには
断熱過程で移りますから,
上記の2つの熱源以外に熱源は要りません.
で,カルノーの定理は
【ただ2つの熱源の間で動作する可逆機関】はすべて同じ効率をもち,
その効率は(4)である,
というものです.【】に注意.

ところが,他のサイクルではそうは行きません.
他のサイクルには等圧変化過程や等積変化過程があります.
これらの過程では必ず熱の出入りがあります.
で,準静的変化(可逆変化)では,
熱の移動の時に温度差があってはいけませんから(☆1),
例えば等圧変化で温度が Ta から Tb まで変化したとすると,
熱をやりとりする相手の熱源は温度が Ta から Tb までの連続無限個の
ものが必要になります.

したがって,カルノーサイクル以外のものは
【ただ2つの熱源の間で動作する可逆機関】
ではないのです.

カルノーサイクル以外のサイクルでは熱を授受する温度は
最高温熱源から最低温熱源まで分布しているわけですから,
カルノーサイクルとは効率が違って当然でしょう.
(4)は高温熱源の温度が高いほど,低温熱源の温度が低いほど,
効率がよいということを意味していますから,
熱源温度が連続的に T2 から T1 まで分布していたら
効率はカルノー効率(4)より小さくなることは容易に想像できます.
実際,クラウジウスの不等式を用いることによって,
このことを示すことができます.

(☆1) 本当に温度差がゼロでは熱が移動しませんから,
無限小だけ温度差があると思うべきでしょう.
温度差を小さくすることによって,
非可逆性の影響はいくらでも小さくできると考えられています.
この意味で,可逆機関は理想極限ですね.
ただし,これはオットーサイクルなどの効率がカルノー効率と違うこととは
別の話です.

(★) 本文からおわかりと思いますが,
【ただ2つの熱源の間で動作する可逆機関】は
本質的にカルノー機関しかありません.
したがって,カルノーの定理は,
効率が作業物質によらない(理想気体でも非理想気体でも同じ),というところが最も大事です.

(★) 熱機関は1サイクル回って元の状態に戻るのですから,
束縛エネルギーなどため込んではいけません.
エネルギー保存則(2)は常に成り立っています.
hitokotonusi さんはエントロピー出入りの話と混同されているように思われます.

一言で言えば,熱源の数が違います.

最初に効率の定義を確認しておきましょう.
1サイクルでもらった熱量を Q2,
捨てた熱量を Q1
総仕事(外にする方を正と勘定)を W とするとき,
熱機関の効率ηは
(1)  η = W/Q2
で定義されます.
エネルギー保存則によって
(2)  Q2 - Q1 = W
ですから
(3)  η = 1 - Q2/Q1
と書くこともできます.
ここまでは効率の定義で,最大とかいう話はまだ出てきません.

さて,カルノーサイクルは2つの熱源の間で動作し,
その効率ηは
(4)  η = (T2-T1)/T...続きを読む

Qこの際全国を60Hzに統一出来ませんか?

富士川をはさんで東が50Hz西が60Hzだそうで厳密には互換性がないそうです。
一つの国の中に左側通行と右側通行があるみたいで絶対不利だと思います。

家電製品は自動切替が多いですが産業用はそうも行かずロスが多いと思います。
今回の震災はいわば戦後焼け野原からの復興に匹敵するのではないでしょうか。
本州では東北電力と東京電力だけが50Hzです。

東京電力って世界一強力な会社だと思っていたら
積み木で作ったような原発で震度5の余震で外部電源切断とか速報が入るなんて
どこまで弱いのか?? 新聞紙やおがくずで止めるとか、信じられないようなひ弱な体質です。
原発の炉一つだけの不具合かと思ったら将棋倒しみたいによくもそんなに壊れるね。
こんな会社は一度つぶしてこの際全国を60Hzに統一してはどうでしょうか。

伊勢湾台風の時近鉄の線路が寸断されました、それを契機に復旧作業で大阪線と名古屋線の線路幅の違いを統一したために
いまや近鉄の力強さは目を見はります。

全国を60Hzに統一なんてとんでもなく大変だと思います。
占領政策か強力な政治力が必要だとは思いますが50年先の日本を考えたときものすごく強い日本ができるとおもうのですが
どうでしょうか。
やっぱり出来ないですか?

富士川をはさんで東が50Hz西が60Hzだそうで厳密には互換性がないそうです。
一つの国の中に左側通行と右側通行があるみたいで絶対不利だと思います。

家電製品は自動切替が多いですが産業用はそうも行かずロスが多いと思います。
今回の震災はいわば戦後焼け野原からの復興に匹敵するのではないでしょうか。
本州では東北電力と東京電力だけが50Hzです。

東京電力って世界一強力な会社だと思っていたら
積み木で作ったような原発で震度5の余震で外部電源切断とか速報が入るなんて
どこまで弱いのか?? ...続きを読む

Aベストアンサー

 お礼ありがとうございます。
 主張が違っても、議論をぶつけ合うことが出来るのは、質問者さんが技術者
だからこそでしょう(私は文系ですが、交通工学とかそのあたりの技術者に近
い仕事をしています)。

 で、主張の違いなのですが、おそらくその原因は、2つの異なるシステムが
共存することによるメリットとデメリットの評価の違いから来ているのかな、
と思ったりもします。
 私は50ヘルツと60ヘルツのシステムの違いが存在しても、MACとWINDOWS
という異なるPCのシステムが存在するのと同様、それほど大きなデメリットは
ないのではないのでは、と思ったりもします(周波数の違いはOSの違いほど大
きな差ではないので、メリットもないかもしれませんが)。但し、MACといっ
ても、ハードウェアは徐々にWINDOWSのパソコンと同様になっているのと同様、
インバーターの多様などによって、両者の差異がほとんどなくなるというのは
将来的にはあるのかもしれません。質問者さんの主張のように私の予想が外れ
て現時点での統合のメリットがもう少し高い可能性もあるでしょう。質問者さ
んの主張も間違っているとは思わないのですが、私はこんな感じで批判的コメ
ントを述べているという点を理解いただけると幸甚です。

 ちなみに、私は電力システムを一つの巨大なものに纏め上げるのよりは、小
規模分散型で、リスク回避と技術革新の柔軟な取入れを行えるようにするのが
望ましいのでは、とか思ったりもしています。周波数に関しては、わざわざこ
れ以上細分化させる必要はないかとは思いますが、原発については巨大なもの
を作るのよりも、小規模のものをたくさん作って(トリウム炉がいいと思って
いますが)、リアルタイムに最新技術を取り入れたほうがいいのではとか思っ
たりもしています。
 1年ほどまえの投稿ですが、下記の私の回答なども参考にしてください
http://oshiete.goo.ne.jp/qa/5765534.html

 お礼ありがとうございます。
 主張が違っても、議論をぶつけ合うことが出来るのは、質問者さんが技術者
だからこそでしょう(私は文系ですが、交通工学とかそのあたりの技術者に近
い仕事をしています)。

 で、主張の違いなのですが、おそらくその原因は、2つの異なるシステムが
共存することによるメリットとデメリットの評価の違いから来ているのかな、
と思ったりもします。
 私は50ヘルツと60ヘルツのシステムの違いが存在しても、MACとWINDOWS
という異なるPCのシステムが存在するのと同様、それ...続きを読む

Q2サイクルと4サイクルエンジン

2サイクルエンジンと4サイクルエンジンの長所・短所を教えてください。

2サイクルエンジンのほうが高いトルクが得られるのにどうして自動車・最近のバイクは4サイクルエンジンなのですか?

Aベストアンサー

4サイクルエンジンは、吸気・圧縮・燃焼・排気の行程が明確に分かれていますが、2サイクルは圧縮中にクランク室に吸気するなど同時進行で行われ、吸排気バルブもありません。そのため吸排気は、シリンダーに新しい混合気を送り込み、燃焼したあとの排気ガスを押し出すという方法で行われます。この時どうしても排気ガスに新気が若干混じって排出されてしまうので燃費で不利になりますし、混合気に潤滑オイルを混ぜて燃焼させるので環境規制をクリアすることが難しいのです。4サイクルの方が、燃焼や吸排気行程が明確に分かれている分、細かく制御しやすく、環境規制をクリアするには有利です。
2サイクルエンジンが規制をクリアするには大きく重い補機類を付けることになって2サイクルエンジンのシンプルコンパクトというメリットが失われます。

また四輪自動車の場合、車体が大きく重いので低速トルクの出しやすい4サイクルエンジンの方が性格的に合っています。2サイクルはパワーバンドというトルクの山谷がはっきり出るので、下から上までまんべんなくトルクが必要な4輪には向かない、ということでは。

Qコンバーター(交流→直流へ変換)へ直流電源を接続するとどうなるのでしょ

コンバーター(交流→直流へ変換)へ直流電源を接続するとどうなるのでしょうか?
また、インバーター(直流→交流へ変換)へ交流電源を接続するとどうなるのでしょうか?

Aベストアンサー

コンバータやインバータと言っても、
様々な種類があるので一口に語ることはできません。
また、機器の耐電圧や電源の性質によっても答えは様々です。

ブリッジ整流器に直流電圧を印加した場合、
出力は直流となるでしょう。

電圧の変換を伴う整流器(ACアダプタ)など、
初段にトランスを備えた機器の場合、
直流的にはショートとなり、発火するかもしれません。
実際はヒューズが飛んで終わりでしょう。

インバータに交流を印加した場合は
正常動作しないか、保護装置が働いて終わりだと思います。

以上はすべて電源電圧が機器の耐電圧を超えていないことが前提です。

Q2サイクルと4サイクルの違い

タイトルで書いたとおり2サイクルと4サイクルの違いが分かりません。2サイクルは加速がいい、4サイクルは燃費が良いみたいなことを耳にしたことがあります。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

2サイクル 4サイクルはガソリンの燃焼方法が違うからです
ガソリンを燃やすには
給気(ガソリンと空気)
 ↓
圧縮(燃えやすくするために)
 ↓
点火(燃やします)
 ↓
排気(マフラーに送る)
この工程を順番に一つずつするのが4サイクルエンジンで
2サイクルは 給気と圧縮  点火と排気 という感じで
短縮して行います
 
単純に4サイクル1回転に対し2サイクルは2回転できると思ってください

だから2サイクルエンジンは高回転までエンジンが
回り スピードが出やすい(加速がいい分トルクが少ない)
 
4サイクルエンジンは回転が遅い分(加速感が少ないがトルクはある) 燃費がよい と思ってください 

でも 原付バイクより上の排気量になると そんなに変わりませんし
スピードも出せないので・・・原付はかなり違いが出ますよ(実感)

Q50Hzと60Hzの混在理由

カテゴリーを悩みましたが、発電関係なのでこちらに投稿いたしました。

50Hz地域と60Hz地域ですが、地球上では50Hz地域・60Hz地域混在こそ希少ですが、50Hz国と60Hz国に分かれています。
なので、そもそも地球上に50Hz地域と60Hz地域が混在している理由が気になりますが、特定できませんでした。
また、日本が50Hz地域と60Hz地域に分かれた原因である、発電機を異なる国から輸入した理由も謎です。わざわざ違う国から輸入する必要がなぜあったのか?そう思うときりがありません。

とにかく、聞きたいのは以下の2点です。
イ:何故「地球上には」50Hzと60Hzが混在するのか?
ロ:何故、発電所を作る際に発電機を東京と大阪で違う国(ドイツとアメリカ)から輸入したのか?

Aベストアンサー

私も興味があって調べてみました。

50 60 Hzについては
現在の様な公共インフラと言う地位がなく需要も家庭では白熱電燈が多かったので周波数はあまり重要ではなかったのだと思います。

東京電力の前身は東京電燈でそのころから50Hzを採用いていたみたいです。
http://www.tanken.com/tokyodento.html
 浅草発電所の発電機は、石川島造船所(現IHI)が製作したもので、交流200kW(キロワット)。当時アメリカでも100kWがせいぜいだったので、《刮目に値する》と東京電灯は社史で自慢しています。
 しかし残念ながら故障が多く、結局、ドイツのアルゲマイネ製発電機を併用しました。この発電機が50Hzで、同時期に関西の大阪電灯が採用したGE製の発電機が60Hz。この違いが、現在まで続く日本の電源周波数の違いです。

大阪電燈
http://www.kardia.biz/~j_history/0705dentou.pdf


それと今の様な9社分かれた大きな地域で公共インフラ的な地位があったわけでもなく、東京電燈と品川電燈があったくらいですから管轄地域も大きくなくなかったと思います。
長距離送電技術もない時代ですから今の様に隣接電力会社同士で電力を融通する必要もないので周波数は電力会社とユーザーにとってそれほど重要ではない時代だと思います。
白熱灯以外にもガス灯とかアーク灯とか灯油ランプもあった時代ですから黎明期とも言えます。

具体的事情は分かりませんが周波数は重要ではなく個別の民間会社の事情が優先した結果の様な気がします。

大正から昭和にかけての話で当時電力会社指定の白熱電灯でそれでいくらと言う料金だと聞いたことがあります。(メータではなく)

私も興味があって調べてみました。

50 60 Hzについては
現在の様な公共インフラと言う地位がなく需要も家庭では白熱電燈が多かったので周波数はあまり重要ではなかったのだと思います。

東京電力の前身は東京電燈でそのころから50Hzを採用いていたみたいです。
http://www.tanken.com/tokyodento.html
 浅草発電所の発電機は、石川島造船所(現IHI)が製作したもので、交流200kW(キロワット)。当時アメリカでも100kWがせいぜいだったので、《刮目に値する》と東京電灯は社史で自慢しています。
...続きを読む

Q2サイクルのバイクについて

突然失礼致します。
自分は4サイクルのバイク(原付)に乗っているものなんですが、まだ友達で2サイクルのバイクに乗っているヤツがいます。
そこで以前から若干疑問に思ってたことがあるんですが、2サイクルエンジンは4サイクルエンジンに比べて燃費がかなり悪いですよね?
(もちろん理由には車体重量などいろいろあるとは思いますが)

2サイクルエンジンが4サイクルエンジンと比べて燃費が格段に悪い理由はなにが原因でなぜなのでしょうか!?

Aベストアンサー

2サイクルは4サイクルの二倍の数ほど燃焼しているため単純に二倍の燃料が必要な為。
排気と吸気が同時のサイクルで実施する為、排気を押し出して、綺麗な混合気になるように吸気を排気側まで吹き抜かせるから無駄に混合気を捨てることになる為
圧縮比が2サイクルは低いので、低速中速では効率が悪く燃費が数割は悪い為。
チャンバーが有効に働くようなタイミングにすると、充填効率を向上出来てパワーが出せるけど、かわりに混合気をかなり無駄に捨ててしまう為。

Q60Hz-50Hz変換

電気の60Hzー50Hz変換って難しいのでしょうか

Aベストアンサー

日本において電力融通のための周波数変換所は「佐久間周波数変換所」「新信濃変電所」「東清水変電所」の3箇所があるのみです。

Q2サイクルと4サイクルの違い。

2サイクルと4サイクルの違い。

吸気→圧縮→燃焼→排気→で2サイクル(ピストンが2往復)ですが、4サイクルのエンジンは、後の2往復の間は何の活動をしているのでしょうか・・・?
ただ、空回りをしているだけですか?

Aベストアンサー

吸気→圧縮→燃焼→排気→ は4サイクルの原理です。

2サイクルは
爆発後、ピストンが下がる時に排気
次にピストンが上がる時に吸気
します。

つまりピストン2往復で4行程を行うのが4サイクル
ピストン1往復で4行程を行うのが2サイクルです。

http://www5f.biglobe.ne.jp/~zx6/mobilutility/info/4st2st/4st2st.htm

参考URL:http://www5f.biglobe.ne.jp/~zx6/mobilutility/info/4st2st/4st2st.htm

Q50Hz専用モーターを60Hzで使用できるか?

よろしくお願いします。

効率とかは無視して、
単純に50Hz専用モーターを60Hzで使用できるか?
どうか が知りたいです。
だめな場合どんな問題が発生するでしょうか?
発熱・発火の可能性は?

対象は精米機のモーターです。
だいぶ古い商品なので、電子回路は入っていません。
もちろん、何かあっても保障してくれとは言いませんから。
http://page5.auctions.yahoo.co.jp/jp/auction/e96933549

Aベストアンサー

>単純に50Hz専用モーターを60Hzで使用できるか?

使用できますが、回転数が変わります。
当然、発生する熱も多少変わるのでしょう。

古くは、洗濯機で回転数が変わるため、東日本から
西日本に引っ越す場合にはプーリーを変えていました。

また、電源周波数同期型の時計(タイマー)等では、
モータを交換するか、スイッチの切替で対応可能なものもありました。


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