コッククロフト・ウォルトン回路と電流

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コッククロフト・ウォルトン回路と電流の違い

コッククロフト・ウォルトン回路 vs. 電流

ッククロフト・ウォルトン回路 (Cockcroft–Walton circuit) もしくは …電圧増倍回路 (— multiplier) または …高電圧発生装置 (— generator) とは、低圧の交流電圧もしくはパルス直流電圧を入力として、高圧の直流電圧を生成する電気回路。 装置名の由来となったのは、イギリス人物理学者ジョン・コッククロフトおよびアイルランド人物理学者アーネスト・ウォルトンである。二人はこの装置を電源として粒子加速器を建造し、1932年に史上初めて人工的に原子核壊変を起こしたことで知られる。彼らの研究のほとんどはコッククロフト・ウォルトン回路（以下CW回路）のカスケードを用いており、その成果である「人工的に加速した原子核粒子による原子核変換」に対して1951年のノーベル物理学賞が授与された。コッククロフトとウォルトンの仕事よりも知名度は低いが、スイス人物理学者は1919年にすでにこの回路を発明していた。そのため、この種のカスケード増倍回路はグライナッヘル結線 (Greinacher circuit) や…増倍回路 (— multiplier)と呼ばれることもある。 近年の高エネルギー物理研究では、よりエネルギーの大きい加速器の前段加速用に用いられている。また、やブラウン管テレビ、コピー機など、高電圧を必要とする日常的な電気機器にもCW電圧増倍回路が用いられている。. 電流（でんりゅう、electric current電磁気学に議論を留める限りにおいては、単に と呼ぶことが多い。）は、電子に代表される荷電粒子他の荷電粒子にはイオンがある。また物質中の正孔は粒子的な性格を持つため、荷電粒子と見なすことができる。の移動に伴う電荷の移動（電気伝導）のこと、およびその物理量として、ある面を単位時間に通過する電荷の量のことである。 電線などの金属導体内を流れる電流のように、多くの場合で電流を構成している荷電粒子は電子であるが、電子の流れは電流と逆向きであり、直感に反するものとなっている。電流の向きは正の電荷が流れる向きとして定義されており、負の電荷を帯びる電子の流れる向きは電流の向きと逆になる。これは電子の詳細が知られるようになったのが19世紀の末から20世紀初頭にかけての出来事であり、導電現象の研究は18世紀の末から進んでいたためで、電流の向きの定義を逆転させることに伴う混乱を避けるために現在でも直感に反する定義が使われ続けている。 電流における電荷を担っているのは電子と陽子である。電線などの電気伝導体では電子であり、電解液ではイオン（電子が過不足した粒子）であり、プラズマでは両方である。 国際単位系 (SI) において、電流の大きさを表す単位はアンペアであり、単位記号は A であるアンペアはSI基本単位の1つである。。また、1アンペアの電流で1秒間に運ばれる電荷が1クーロンとなる。SI において電荷の単位を電流と時間の単位によって構成しているのは、電荷より電流の測定の方が容易なためである。電流は電流計を使って測定する。数式中で電流量を表すときは または で表現される。.

加速器

加速器（かそくき、particle accelerator）とは、荷電粒子を加速する装置の総称。原子核/素粒子の実験による基礎科学研究のほか、癌治療、新素材開発といった実用にも使われる。 前者の原子核/素粒子の加速器実験では、最大で光速近くまで粒子を加速させることができる。粒子を固定標的に当てる「フィックスドターゲット実験」と、向かい合わせに加速した粒子を正面衝突させる「コライダー実験」がある。.

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変圧器

・変電所の大型変圧器 変圧器（へんあつき、transformer、Voltage converter）は、交流電力の電圧の高さを電磁誘導を利用して変換する電力機器・電子部品である。変成器（へんせいき）、トランスとも呼ぶ。電圧だけでなく電流も変化する。 交流電圧の変換（変圧）、インピーダンス整合、平衡系-不平衡系の変換に利用する。.

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交流

三角波、鋸歯状波 交流（こうりゅう、）とは、時間とともに周期的に向きが変化する電流（交流電流）を示す言葉であり、「交番電流」の略。また、同様に時間とともに周期的に大きさとその正負が変化する電圧を交流電圧というが、電流・電圧の区別をせずに交流または交流信号と呼ぶこともある。 交流の代表的な波形は正弦波であり、狭義の交流は正弦波交流（）を指すが、広義には周期的に大きさと向きが変化するものであれば正弦波に限らない波形のものも含む。正弦波以外の交流は非正弦波交流（）といい、矩形波交流や三角波交流などがある。.

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直流

流の波形 直流（ちょくりゅう、Direct Current, DC）は、時間によって大きさが変化しても流れる方向（正負）が変化しない「直流電流」の事である。同様に、時間によって方向が変化しない電圧を直流電圧という。狭義には、方向だけでなく大きさも変化しない電流、電圧のことを指し、流れる方向が一定で、電流・電圧の大きさが変化するもの（右図の下2つ）は脈流（pulsating current）という。直流と異なり、周期的に方向が変化する電流を交流という。.

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脈流

脈流（Pulsating current）とは、流れる方向が一定で、電流・電圧の大きさに周期的、又は不定期な変動を伴った電流のこと。脈動電流ともいう。.

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電圧

電圧（でんあつ、voltage）とは直観的には電気を流そうとする「圧力のようなもの」である-->。単位としては, SI単位系(MKSA単位系)ではボルト(V)が使われる。電圧を意味する記号には、EやVがよく使われる。 電圧は電位差ないしその近似によって定義される。 電気の流れに付いては「電流」を参照の事。.

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電気回路

電気回路（でんきかいろ、electric(al) circuit）は、抵抗器（抵抗）、インダクタ、コンデンサ、スイッチなどの電気的素子が電気伝導体でつながった電流のループ（回路）である。 電気回路は、電流の流れのための閉ループを持っていて、2つ以上の電気的素子が接続されている。 「回路」の語義的にはループになっているものだけであり、また電流は基本的にはその性質として、ループになっていなければ流れないものであるが、アンテナやアースのように開放端になっている部分も通例として含めている。対象が電子工学的（弱電）であるものは電子回路と言う。 例外的な分野の例ではあるが、主に数ギガヘルツの電磁波（電波）を伝播させる給電線である導波管をコンポーネント単位で、加工・細工するなどして、中空の導波管内を伝播する電磁波に直接作用させる形で構成した電気回路を立体回路と言う。これらは、基本的にループを構成せず、電気伝導体を介さない上記の電気回路の概念とは少し異なるものだが、電気回路の延長線上としてマイクロ波などの高周波領域であつかわれている。 導波管は金属の管であり、加工により通常の電気回路にあるような電気的素子である容量性（コンデンサ）、誘導性（インダクタ）、短絡（ショート）、抵抗減衰、分岐などを高周波領域で実現することが出来る。 これらは衛星通信やマイクロ波加熱、プラズマ生成など用途に応じて高出力（電力）で、かつ高周波の無線電波分野で用いられ、立体回路が構成される導波管は主に中空の方形導波管が多い。.

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