電波とノイズの説明で表皮効果や交流や試験や対策を具体的に解説【電気】

プライスレス

ど~も

お餅ROIです。

 

皆さんは普段、我々が生活していて発言している電波について理解していますか?

おそらく電波は、通信で使うものと言うイメージがあるのではないでしょうか。

そして、その通信に悪影響を与えるものがノイズだと解釈していませんか?

 

実は電波とは、電磁波のことです。それの略語です。

そして、電波もノイズもほぼ同じかなと思います。

電波やノイズの説明の為に、基礎知識が必要なので順番に以下を読むことをおすすめします。

 

では、いきましょう。

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直流とは

直流とは、直流電源から一方向に電気が流れる電流のことです。

回路図や電気の基礎は以下を参考にしてください。

電気の基礎と可能性

断面図

下図は、直流電流の電線の断面図です。

電線に均一に電気(黄色)が流れているのが特徴です。

 

交流とは

交流とは、交流電源から時間とともに、電気が流れる向きが変化する電流のことです。

回路図としては、以下の様になっています。

例えば、我々が普段コンセントから使用している電気には100Vの電圧がかかっています。

その周波数が日本では50Hz(ヘルツ)と60Hzに別れています。

この周波数の意味は、50Hzは1秒間に50回電気の流れの向きが変化すると言う意味です。

断面図

下図は交流の電気が流れる電線の断面図です。(単線)

直流とは違い、中央に電気が流れていないことが特徴です。

この現象を表皮効果と言います。

表皮効果は、周波数が高くなればなるほど、電気が流れる面積が小さくなるのが特徴です。

ちなみに、交流回路の抵抗を無くして、電線を繋いだら、どうなるか分かりますか?

短絡(ショート)しますよ。

短絡が分からない方は、以下を参考にしてください。

電気の短絡(ショート)と絶縁の解説

 

表皮効果の具体的な対策

表皮効果の対策に、電線を単線(上記で説明していた電線)から、以下の図の様な、より線に変更します。

いくつもの細い電線を束にした様なイメージです。

より線にすることで、高い周波数の電流でも電気が流れる面積を大きくする工夫があるのです。

 

具体的には、単線よりも、より線の時の方が電気の流れる黄色の面積が多くなると言うことです。

 

電波とは

電波とは、正式名称を電磁波と言います。

下図の様に、電線に黄色矢印の電気を流します。

すると赤色の様に磁界が発生します。

その磁界の影響で、青色の電界が発生します。

またその電界の影響で、赤色の磁界が発生します・・・と言うのを各方向に繰り返し発生しています。

その連続したものが波となって、伝わるものが電磁波です。

つまり電界と磁界の波!ですかね。

 

この電磁波を利用して、テレビや携帯電話の通信などに利用されています。

特徴としては、周波数が高い程、電磁波を発生しやすいようです。

山で蜂の巣を捕る経験やハニカム構造について解説

 

電磁波のデメリット

電磁波のデメリットは、他の電子機器が誤動作する可能性があることです。

また、誰もいないはずの建物から、物音が聞こえる現象が起きている原因だったりもします。

 

一番伝えたいことは、理由の分からない頭痛の原因かもしれないと言うことです。

人間は脳からの電気信号で、行動しています。

その電気信号を電磁波の影響で、誤った情報に変換している可能性があります。

まだ解明できてないそうですが、無線通信がなかった時代に比べて頭痛を引き起こす人が多いそうです。

もしかしたら、その原因がここにある可能性が高いのではないでしょうか。

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ノイズとは

ノイズとは、その物や人にとって不必要な情報のことです。

 

例えば、人間にとっては屋外からの騒音や悪臭などもノイズです。

人によっては、強い日光もノイズと言えるかと思います。

 

電気製品にとってのノイズとは、電磁波の影響で発生します。

例えば、下図の様に電圧100Vを供給している電子機器があります。

縦軸が電圧(V)で、横軸が時間(t)です。

この電圧がノイズ(電磁波)の影響で、赤色の様なギザギザの電圧になりました。

その影響で、本来100V付近で動作する製品に対して、例えば180Vの電圧が加わったりします。

その結果、電子機器が誤動作したり、壊れてしまう可能性があります。

 

ノイズ試験

ノイズの影響を調べる為の、試験が色々あります。

 

例えば、電波暗室と言う電磁波と音を吸収する特別な部屋があります。

そこには大きなアンテナがあり、色々な周波数の電磁波を発生できます。

それの影響を、試験対象の電子機器で誤動作しないか調べる試験です。

 

ちなみに、電波暗室に入ると耳がキーン・・・となり気持ち悪くなりますよ。

 

評価項目は、医療用の機器や工業用の機器などによって合格基準が違います。

当然、医療用機器の合格基準が一番厳しいです。

 

例えば、パソコン(工業用機器)はノイズの影響で電源が切れても、その後に製品が自動で復帰すれば合格です。

ペースメーカー(医療用機器)はノイズの影響で電源さえ切れてはいけません。

もしも切れたら使用者が死んでしまう可能性があるからです。

 

ここで少し伝えたいことがあります。

それは、日本にペースメーカーを作る企業がないことです。

理由は、もしものときの責任追及を恐れているからだと思います。

なんだかなぁ・・・と思いますよね。よってほとんどアメリカ製だったと思います。

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具体的な対策

具体的な対策として、パソコンを例に挙げます。

 

パソコンの電源線の途中に、円柱の物体がありませんか?

 

それをフェライトコアと言います。

特定の電磁波だけを吸収してくれる製品になります。

つまりノイズ試験で影響が高かった電磁波に対応したフェライトコアが使用されています。

これは特定の電磁波を熱に変換する製品です。

その結果、ノイズの影響を緩和しています。

 

良ければ以下も参考にしてください。

和菓子屋が作る!投げ餅の作り方

面接用!自己PRの作り方

コロナ蔓延による医療崩壊危機★医療は手厚い保護を受けている!看護師はおすすめの職業

 

参考になったら嬉しいです。

ではまた。

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