機械6

電動機応用

基本は　動力 (W) =　力 (N) × 速度 (m/s)

はずみ車

E=GD^2 N^2/730の式は覚える。はずみ車効果GD^2は4GR^2（慣性モーメントの4倍）。

放出エネルギーは回転速度の差の分（2乗の差であることに注意）

平均値がほしければ時間で更に割る。

揚水ポンプ・・・基本は揚水発電とおなじ。

P=9.8kQH/η　PはkW Qはm^3/s Hは全揚程m （単位処理注意）　ηは効率 kは余裕係数

送風機

P=kqH/1000η　PはkW qはm^3/s Hは風圧Pa　あとは揚水とおなじ。

クレーン・エレベーター

基本式

P=Fv/η　問題になるのはF。

FのSI単位はN。したがってPをkWで求める場合にはFはkNを単位に持てばよい。

巻き上げ荷重がkN・・・そのまま計算

kg・・・F=ma（運動方程式）でNに換算 aはここでは重力加速度9.8m/s2が入る。そのあとkNに換算して計算。

t・・・上のように換算してもよいが、1t=9.8kN換算でok。t数倍すればいいだけ。

時間がm/s以外、特にm/minは換算。

横行・走行用クレーン

荷重と抵抗の積を使う。

エレベーター

クレーンとおなじ。ただし（籠と人）-（おもり）

負荷・速度特性

定トルク-エレベーター・クレーン

2乗トルク-ポンプ・送風機

定出力-巻き取り

制動法

摩擦制動・逆転制動・発電制動・回生制動

機械5

電熱

熱量計算に尽きる。

水の比熱4.186 J/g・K。1kg単位で覚えても問題なし。

物体を温めるのに必要なJ = 発生熱量J×熱効率

物体を溶かす＝融点まで上げるのに必要な熱量＋潜熱（kJ/kg）・質量kg

熱伝導・・・熱流＝電流、熱抵抗＝電気抵抗、温度差＝電位差、熱伝導率＝導電率

放射エネルギーは温度の4乗の差

電熱材料・・・簡単に覚えておく。NiCr/FeCrともに1種は高融点だが加工性が悪い、2種は耐熱性を犠牲に加工性を上げたもの

電気炉

｜―抵抗炉

｜　　｜―直接・・・黒鉛化炉（被加熱物に電流を流す）

｜　　｜―間接・・・発熱体に電流を流し、その熱で温める

｜　　｜―塩浴・・・溶融塩で温める場合

｜

｜―アーク炉

｜　　｜―直接・・・エルー炉（アークの飛ぶ先は被加熱物）

｜　　｜―間接・・・合金融解用（アークによる熱で溶かす）

｜

誘導炉・・・導電性物体に渦電流を発生させてそのジュール熱で温める。熱効率が良い

　　　　　　　高周波・・・表面だけ加熱→焼き入れ

その他の加熱

誘電加熱・・・誘電損（周波数・誘電率比例・電圧2乗比例）で温める。均質に温めるが非導電性である必要。

赤外加熱・・・高効率・表面加熱。電球より遠赤ヒーターのほうが効率が良い。

溶接は簡単に。アーク溶接の変圧器は磁気漏れ。垂下特性がある。（法規・・・溶接機の接地や電圧）

ヒーポン。

最近性能向上が著しく、自販にも搭載され始めた。

原理は図も含めて覚える。

成績係数＝冷却・暖房能力kW/消費電力kW 　1kWあたりの冷暖房能力とでも。

ではでは

機械4

パワエレ。

電力制御がメインになる。物としては理論でやったものと同じで、扱える電圧・電流が大きい。

ダイオード・BJT・MOSFET・IGBT・サイリスタ（SCR・GTO・TRIAC）。

BJT・MOSFET・IGBT・・・高速動作の順序は？　扱える電力順は？

サイリスタ・・・ターンオン・オフの特性、整流回路と転流回路そのときの波形（L含む場合は要注意）

インバータ・・・基本原理とスイッチング、波形、PWM制御

降圧DCチョッパと昇圧チョッパ・・・回路とデューティー比から電圧を求める

いつもお世話になっているUPS。

電車・・・インバータ制御の素子　少し古い車両でGTO、新型はIGBT。もっと古いとインバータ以前にチョッパなんかもある。

照明。

少し毛色が違う分野。ステラジアン考える計算が出ないことを祈るのみ。

光束・光度・輝度・照度・光束発散度。式・単位全部覚える。また、それぞれをつなげる関係式も必須。

ある地点の照度計算が意外と難問あり。全光束・均等放射光源＝全光束/4πで輝度

最大視感度・・・グリーンレーザーポインター

法線照度・水平面照度・鉛直面照度・・・式。向きも注意。

光源は選択肢系なので落とさないように基本的事項暗記。

照明設計・・・必要光束＝ランプ総放射光束×保守率×照明率

道路照明・・・基本式は変わらないが街灯の配列に要注意

ではでは