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※このウェブページは中学校理科3年の学習内容です。<3年p.60>

 いろいろな種類のエネルギーがたがいに移り変わっても,エネルギーの総量を考えると常に一定に保たれる。このことを【エネルギーの保存】という(図31)。

もともとあった電気エネルギーに比べると,運動エネルギーは減っているが,導線やモーターで発生した熱エネルギーや,モーターで発生した音のエネルギーも合わせた総量は,もとの電気エネルギーと等しい。

図31 エネルギーの保存

 エネルギーの変換効率

 私たちは,日常生活でエネルギーを変換して利用している。このとき,探究11の結果例のように,変換後に本来のエネルギーの全量は利用できないことがわかる。

 エネルギーを変換する場合,目的外のエネルギーが発生する。このようなエネルギーの発生を小さくした状態,またはそれを利用できるようにした状態を,「エネルギーの変換効率が高い」という。図32や図33は,目的外のエネルギーを利用できるようにして変換効率を高くしている例である。日常では,このような例が多く見られる。

発電機で電気エネルギーを取り出す際に発生する熱エネルギーを,給湯や暖房に利用する。

図32 家庭用燃料電池

車両のモーターに,通常のモーターとしても,発電機としても使用できるよう切りかえるしくみを取り入れている場合がある。車両が駅に近づくと,電気でモーターを回す機能は切って,車両がもっている運動エネルギーで車輪の軸を回しながら減速する。このときにモーターを発電機として機能させ,取り出した電流は架線にもどして,ほかの車両がその電流を利用する。

図33 車両のモーター

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