目指せ!エネルギー管理士 電気分野

2019年10月19日作成,2021年8月3日更新

平成29年度 問題2 エネルギー情勢・政策,エネルギー概論

(1) 国際単位系(SI)

国際単位系(SI)では,長さ(メートル [m]),質量(キログラム [kg]),時間(秒 [s]),電流(アンペア [A]),熱力学温度(ケルビン [K]),光度(カンデラ [cd])及び物質量(モル [mol])の 7 個を基本単位としている。力やエネルギーなどの単位は基本単位にはなく,前述の 7 個の基本単位のうちのいくつかを組み合わせて表されるので,組立単位と呼ばれている。例えば,力を表す組立単位の一つであるニュートン [N] は,kg·m/s² と表される。また,抵抗の組立単位オーム [Ω] は,電力の組立単位ワット [W] とアンペアを用いて W/A² と表される。

いま,単相 100 V 電源で抵抗式電熱器を用いて加熱する電気ポットがある。その電気ポットを用いて定格の 500 W で加熱しているときの電熱器の抵抗は 2.0 × 101 [Ω] である。

ニュートン [N]

[N] = [kg][m/s²] = [kg·m/s²]

抵抗の組立単位オーム [Ω]

[Ω] = [V]/[A] = [W/A]/[A] = [W/A²]

電熱器の抵抗

電熱器に流れる電流は,次式で求められる。

500 [W] / 100 [V] = 5 [A]

電熱器の抵抗は,次式で求められる。

100 [V] / 5 [A] = 20 [Ω]

(2) 我が国のエネルギーバランス・フロー

2016 年版のエネルギー白書に示されている「我が国のエネルギーバランス・フロー概要(2014 年度)」によると,一次エネルギー国内供給の中で,石炭・石油・天然ガスなどの化石燃料が占める割合は発熱量ベースで約 92 [%] であり,これらのうち一番割合が高いものは石油である。また,最終エネルギー消費の内訳を,運輸,産業,民生(家庭+業務)の 3 部門について比較すると,多い順に産業 > 民生 > 運輸となる。

(3) 地球温暖化

太陽から地球に到達する電磁波の強さの波長分布におけるピークは可視光領域にあるが,地球から宇宙に放射される電磁波の強さのピークは赤外線領域にある。二酸化炭素は,後者の波長領域に吸収帯を有し,地球温暖化へ与える影響が大きいとされている。その大気中濃度は 2016 年度現在で約 400 [ppm] である。なお,1 ppm は 0.000 1 [%] である。

地球温暖化(global warming)

化石燃料の大量消費によって大気中に増える CO2(二酸化炭素),家畜飼育やゴミ埋め立て等から排出される CH4O(メタン)等温室効果のある気体は,太陽光は通過させるが地表からの赤外線を吸収するため,これらの物質が増加すると地球が温室のようになり温度上昇が起きる。この現象を地球温暖化といい,海面の上昇,異常気象の発生,農業・動植物への被害等が懸念されている。

単位 : ppm

ppm や百万分率は,100 万分のいくらであるかという割合を示す parts-per 表記による単位。「parts per million」の頭文字をとったもので,100 万分の 1 の意。

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