水力発電のしくみ

（1）どうやって電気をつくるの？

ダムによる水位の差（落差）を利用して水車を回し、水車と同一軸に設置された発電機で電気を起こします。

【水力発電のしくみ（ダムから発電所まで）】

 

【水車と発電機】

ダムに貯められた水は、水圧鉄管を通って水車に流れ込んでいきます。
水がカタツムリのような管（水車ケーシング）の中を通り抜けるとき、水の持つエネルギーでプロペラ（水車ランナー）が勢いよく回転します。
この力は、水の落差が大きいほど、また、通り抜ける水の量が多いほど大きくなります。水車の回転は、水車と同一軸（主軸）の発電機に伝えられ、回転子を回転させます。 回転子にはコイル（界磁巻線）が巻かれており、電気を通じて電磁石となります。 回転子の外側にはコイル（固定子巻線）が巻かれた固定子があり、固定子コイルの中で電磁石となった回転子が回転すると、電磁誘導により電気が起こります。

（2）水車はどのようなかたちをしているの？

大野発電所の水車は「カプラン水車」という種類で、羽根の角度を変えることで、水量に応じた最適な発電出力が得られるよう調整できます。

（3）どうして電気がおきるの？

磁石をコイルに近づけたり離したりすると、コイルに電気が発生します。
この性質を応用した発電機で電気をおこします。
磁石にはN極から出てS極に入る磁力線があります。
磁石をコイルに近づけたり離したりすると、コイルを貫通する磁力線の数（磁束数）が変化します。
そのとき、コイルの内部では、この変化を妨げる方向の力（起電力）が発生します。
これは、1831年、イギリスの科学者ファラデーが発見した「電磁誘導の法則」といわれており、このしくみを利用したものが発電機です。

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