まず、水中ポンプの心臓部、モーター種類のことから話そうかのう…。

水中ポンプには『シンクロナスモーター』が通常用いられておるのじゃ。

『シンクロナスモーター（ＳＭ）』とは『同期電動機』とも呼ばれ、
電源周波数に同期した速度で回転する電動機（モーター）のことじゃ。

回転子が界磁の、回転界・磁形が一般的に用いられる。

周波数というのは電気のリズムじゃな。
この「周波数（リズム）になると同期して回りはじめるモーター」と思ってよい。

プチオ：「なわとびで、縄の回るタイミングと足踏みのリズムが一緒になると、
こどもが走り込んで縄跳びが始まるみたい…な感じだね。」

• 電流 (でんりゅう)
  電位差による荷電粒子(通常は電子)の移動に伴う電荷の流れ。電子の流れと逆向きが電流の向きと定義されている。電流の大きさの単位はアンペア（Ａ）。
  
  
• 電圧 (でんあつ) とは、『基準点からの電位(電気的な圧力)の差』のことである。単位としては『ボルト（Ｖ）』が使用される。
  

• 直流（ちょくりゅう）と交流（こうりゅう）
  電流の向きが変わらないものを直流電流（ＤＣ）、電流の向きが時間的に変化するものを交流電流（ＡＣ）と呼ぶ。
  
• 周波数（しゅうはすう）は、ある一定の時間中に現象などが反復されるときのその回数をいう。
  日本商用電源として供給されている電気は交流。
  日本商用電源周波数は、一口でいうと、東日本が50ヘルツ（以下、Hzと表記）、西日本が60Hz。
  

• 《補足トリビア》「日本で２種類の周波数があるのは 発電機を輸入した国が違うから」 〜まるま5520さんより〜

  １．明治時代、発電所のタービン用モーターは国内では生産できなかったので、輸入に頼っていた。 ２．東京電灯が輸入したのはドイツ製（５０Ｈｚ）からで、大阪電灯が輸入したのはアメリカ製（６０Ｈｚ）である。 ３．50Hzと60Hzの地域は、富士川・糸魚川ラインを基本的に境界としている。 ・50Hzの電気を供給している電力会社：北海道電力、東北電力、東京電力（静岡県富士川以東） ・60Hzの電気を供給している電力会社：中部電力（静岡県富士川以西）、北陸電力、関西電力、中国電力、四国電力、九州電力、沖縄電力

  日本の商用電源
  交流が用いられている。
  周波数は左記の理由から東日本で50Ｈｚ、西日本で60Ｈｚが用いられている。
  
  《補足トリビア》導体に電流が流れると、導体の電気抵抗により、電流の２乗に比例した電力が熱として消費される。これは遠方の発電所から電力を送電する場合には、そのままエネルギーのロスとなる。同じ電力の送電でも、電圧を上げると電流を減らすことができるので、送電時のエネルギーのロスを減らすことができる。遠距離の送電時には高い電圧を使い、各家庭・事業所の近くで使いやすいレベルまで変圧器で電圧を下げるといったことが容易にできるといった理由で、商用電力に交流が使われている。
  
  
  ↑じい「高圧電線には恐ろしいパワーが秘められておる。子供たちは気をつけるのじゃ！」
  
  

• ワットとは仕事率電力をあらわす単位である。
  記号はW（ワット）。
  
  《補足トリビア》ワットは蒸気機関の発展に大いに貢献したジェームズ・ワットにちなんで名づけられた。
  
  
  SI組立単位では次のように表される。　　　　　m²・kg・s^-3
  
  他の単位との換算は次の式。　　　　　　　　1 W = 1 J/sec (1ジュール毎秒) ≒ 0.00136 馬力(仏馬力)
  
  
  
• オームの法則（直流の場合）
  オームの法則 （電圧=電流×電気抵抗）が成り立つ。
  交流の場合でも、純粋な抵抗負荷を使用し、電圧・電流を実効値で表した場合には、この式は成立する。電流は電圧に比例し、抵抗に反比例する。

オームの法則

直流回路の場合、電圧=E・電流=I・抵抗=Rとすると、次のように表される。

　　E = IR　　

　

また、電気伝導（抵抗の逆数：コンダクタンス conductance）Gは次のようになる。
　　　　　

　I = EG

A.　「220Vの地域の電気製品を、100V地域で使えるか？」　という内容じゃな？

…残念ながら、それは無理じゃっ！！

シンクロナスモーターでは周波数に同期する。
じゃから、周波数が違うと最初のシンクロができずに動かない場合が多いんじゃ。

例えば100Hzのリズムの機械は220Hz周波数の電気が刻んでいるリズムには、動き始めの最初の段階でシンクロできん。

長縄跳びをイメージしてごらん。
自分が足踏みしているリズムと違う回転数で回している縄跳びに飛び込めないのと同じような感じじゃ。

たとえシンクロして動きはじめたとしても、電圧が220Vで動く設計のモーターは
100Vでは、ほんの小さなパワーでしか出すことができないんじゃ。

見た目は220対100…。
一見、「だいたい、半分位？」と勘違いしがちじゃが、
実際は『仕事量は 電圧の２乗に比例する』ので…
（オームの法則から、導き出された出力の式をみてごらん。）→

220対100の、2乗に比例した出力、で計算されるぞ。

100ワットの地域で220ワット設計の電気製品を使った際に
どれくらいのワット数（お仕事をする力）がでるのかを算出してみると

なんと！半分どころではなく、約20％の力しか出せんっ！

220V仕様のポンプは100Vの電圧では、たった20％の仕事しかしないのじゃ。

■違う周波数帯の設計であった場合、モーターがシンクロし始動し始めることが難しい

■またたとえ動きはじめたとしても、220V設計のモーターを100Vで使った場合には約20％の力しか出ない。（チョロチョロとしか水が出ない）

以上のような理由から、
残念じゃが
電圧・周波数の異なる外国のポンプは使えないものとあきらめるんじゃな！

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＜プチオ　

電気製品はその国その場所の周波数や電圧の規格あわせた設計がされているんだ。

外国の電気製品を日本国内で使うと「動かない」とか、「本来の性能が発揮できない」ということになるよ。

電圧の高い地域のものを、低い電圧の地域で使おうとすると、「始動しない」か、または、パワーがほとんどでないんだ。

逆に、電圧オーバーしたら地域で使うのは、爆発等を起こしちゃうこともあって、とても危ないよ〜！

《師匠の補足》

ちなみに、先日、プティオのポンプをイギリスに持っていった女性がおってのう。

電気のことなぞ何も考えずそのままコンセント挿したところ…！！大爆発したそうじゃっ！！

ポンプ本体のケースもろともばらばらに吹き飛んだそうじゃが、お怪我はなく、ご無事で何よりじゃった。

（冷や汗ものじゃのう）

じい「外国から持ち帰ったり日本から外国に持っていった電気製品の規格には、十分にお気をつけるのじゃ！」

　
熱帯魚用品でも、たくさんの電気製品を使うんだ。
水中ポンプ、エアーポンプ、蛍光灯、タイマーなどなど。

この間熱帯魚ショップで、水槽用蛍光灯が「安い！」と手にとって見たら、どちらか一方の周波数でしかつかえないものだったんだ。
ちょっと値段が高いものは「インバーターライト」で、50Hz/60Hzどちらでも使えるみたいだったよ。（引っ越しなどがある方は50Hz/60Hzタイプを買っておいた方が無難だよね。）

電気製品で周波数が「50Hz/60Hz」と表記されているものにはどうやら、周波数の切り替えなしにどちらの地域でもつかえるもの、周波数の切り替えが必要なもの、両方があるみたいだね。（↓下記の補足トリビアも参照してね。）

そうそう、この間買ったコンセントにつなぐタイマーは、「周波数の切り替えボタン」が付いていたよ。
この切り替え、大事だよね。
例えば50Hzのまま60Hz地域で使うとすると。５０回振動したら１秒進むつもりのタイマー君は60Hzでは１秒６０回のリズムを刻むから、
どんどん実際の時間より進んでいっちゃうことになるよ…。（計算でゆくと、本来の６０秒で７２秒進む！）

周波数の切り替えのない電気製品。
多くの水中ポンプも、たいていは切り替えがないみたい。
「シンクロナスモーター」の水中ポンプ、本当は周波数を固定したほうが作る方としては簡単なんだって。
でも、流通を考えると（使う地域別に管理するのが煩雑）、50Hz/60Hz共用に作った方が良いらしいんだ。

50Hz/60Hz共用といっても、実際には周波数によって、性能に差がでるよ。
やっぱり周波数の高い地域の方がたくさん仕事をするんだね！
じゃあ、ちょっとB-100ポンプを使って、実験してみよう。

【プチオのプチ実験室（周波数の違いによる性能の差）】

　　　　　　　

• テレビ受像機、ラジオ、ビデオデッキなど音響・映像系機器
• パーソナルコンピュータや周辺機器
• インバーター内蔵エア・コンディショナー、照明器具など
• トースター、電気コタツ、電気毛布、白熱電球など電気抵抗を利用した熱機器
• 掃除機（交流整流子電動機のため）。

• 冷蔵庫
• 扇風機
• インバーター内蔵でないエアコン

• 電子レンジでインバーターを内蔵していないもの
• 蛍光灯照明器具でインバーターを内蔵していないもの
• 洗濯機でインバーターを内蔵していないもの

電化製品によっては、電子レンジや蛍光灯照明器具など電源周波数を指定して設計・製造されているものがある。このような製品では、周波数の異なる地域（たとえば東京から大阪）に引っ越す際に部品交換や買い替えが必要。
実際は各製品の表示プレートやマニュアルで対応周波数を確認すること。「50/60Hz」と記載されていれば、そのまま、あるいは周波数切り替えスイッチで切り替えることで、どちらの周波数でも利用できる。
また、最近の電子レンジや蛍光灯照明器具などの製品には、インバーターを内蔵して周波数に無関係の「ヘルツフリー」で設計してあるものも多く、その場合は周波数を気にせずに用いることが出来る。