ノリの悪い日記

古今東西の映画、ポピュラー音楽、その他をいまここに交錯させながら随想します。

陥没地帯 (136)

神奈川県公立高校の入試日だったなあ。まだ、問題全部やっていないけれど、理科は最初の 4 題だけ解いてみた。下にあげたのは植物の問題。2 は違うなあ。コケの根のように見えるのは仮根である。シダの地上に出ているのは、みな葉っぱである。茎は横に這う地下茎で、シダの茎は維管束があるなあ。つい、この前やったばかりなので、正解できたかしらん。あとは、日影曲線の問題が出ている (日影曲線はここでも夏頃、非常に詳しく解説済み)。

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高校の物理は電磁誘導まできたけれど、次の交流は後回しにすることにした。複素平面をまだ学習していない子にインピーダンスを教えてもしようがない気がしているためだが、たとえ複素平面習ったとしてもオイラーの公式は高校ではやらないので、どうしようかと思っている……

詳しく書くと大ごとになるが、電気現象では,電圧と電流を複素数であらわすというのは、計算が便利とかそういうことではなく、物理的意味がある、かなり本質的なことではないかという気がする。電圧と電流を複素数で表して、複素数の内積だから、どちらか一方の複素共軛をとって積を計算すると (複素) 電力を表すが、その実部が「有効電力 (active power)」であり、虚部が「無効電力 (reactive power)」である。(つまり、有効電力は電流・電圧の平行成分が作るパワーで、無効電力は電流・電圧の直交成分が作るパワーである。) 二種類の電力が存在するというのは、大変注目に値する。有効電力は負荷で消費される電力であり、その時間積分は、エネルギーを表しエネルギーの保存則を満たす。無効電力は、根本的には電圧と電流との位相差が存在することによって生じる。無効電力に関係する素子はもちろんコンデンサとコイルといったリアクタンス素子である。