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| 『コロンブスの電磁気学』（新装版 第一巻）の概略 |
2012年8月24日 宇佐美 保
| 本著（価格：3000円）ご購入ご希望の方は、 ご住所ご氏名をご連絡下さい。 送料当方負担にて送らせて頂きます |
このたび『コロンブスの電磁気学（新装版 第一巻）』を、やっとの思いで、春日書房より出版する事が出来ました。
前著『コロンブスの電磁気学』増補改訂版は、約850頁と余りに大冊でしたので、本著は持ち運びにも容易なようにと500頁となるように努めました。
と申しましても、前著、前前著と同様な部分も一部掲載しましたので、それらの概略もぜひご参照下さい。
一般的な電気の世界では「発送電」の分離の必要性が説かれておりますが、ところが、「送電」、「発電」の根本原理を本著に於ける各種の実験並びに考察から追求しますと、両者は切っても切れない仲であることが分かります。
今回は、本著の概略として、次に本著の「第1章 コロンブスの電磁気学の序文」を掲げました。
そこでご覧頂く、「測定結果：1～3」から、”電流は導体中の電荷の流れ”ではないことが直ぐにお分かり頂けると存じます。
そして、先の「『コロンブスの電磁気学』増補改訂版の概略」にも紹介しましたように「電流は信号線とグランド線を同時に流れる」のです。
更に、この件を実証する為に、本著のコイルの章から一部を抜粋しますと次のようになります。
下図に示します3巻きコイル（円周：60cm）に
パルスジェネレータから入力伝送路へ、500MHz（1V/0V）の1パルスのクロック信号を流して、このコイルの「1巻目の巻初め」、「2巻目の巻初め」、「3巻目の巻初め」、そして、「3巻目コイルの巻終わり」の「グランド線に対する電圧変化（変化時刻）」を差動プローブにて測定した次の結果から、それら各処の電圧変化が同時であることが分かります。
この結果、確かに、電流が、1巻き目の次に2巻目・・・・と、コイルをぐるぐると回っているのではないことが分かります。
（だとしたら、グランドを流れる電流はその間、コイル入口部で立ち止まっていなくてはならないのですから、其れは余りにも不条理です）
ですから、この結果からも、私達は従来の電気理論から脱出を図らなくてはならないことが分かるのです。
（そこで、私は、皆様を『コロンブスの電磁気学』にお誘いするのです）
それでは、電流はコイルをどのように流れるのでしょうか？
それでは次の概念図と写真をご覧ください。
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写真：1～4 末端がショート状態の並列線がコイルに変身 |
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| 縦列接続された並列線 | 並列線をカッターで切り開く | 並列線をリング状に |
リング状の並列線にボビンを挿入 |
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上掲の「概念図」並びに「写真」から、コルは単に「縦列接続された伝送路」でしかないことが分かるのです。
しかし、『コロンブスの電磁気学』、又、『コロンブスの電磁気学』増補改訂版、
更には、それらの概略（私のホームページに掲載）をご覧になられてない方には、「縦列接続とは何ぞや！」とおっしゃると存じますので、
この「縦列接続」を重点的に紹介させて頂いた
本著の『第1章 コロンブスの電磁気学の序文』を以下に掲げさせて頂きます。
そして、この「縦列接続」を実験考察して行きますと”電流は、導体を堤防とする電磁波川の流れ”の如しとの結論を得ることが出来ます。
そして又、その導体堤防と電磁波川の磁界のやり取りが、発電に於ける磁界変化と導体の反応（発電現象）と同じことが分かってきます。
この点は、本著に於いて十分な実験考察を重ねておりますので
そして、当然の結果として「ファラデーの電磁誘導説」が誤解の産物であったことも明確となります。
是非本著を御高覧頂きたく存じます。
更に本著に於ける実験は、殆ど全て、「1パルスのクロック信号」を用いて行っていますが、その正当性は
末尾に掲げました本著の
第2章 第2節 1パルスのクロック信号での考察の正当性
第1項 電気信号は量子的電気信号の集合体
によって確保して居ります。
と共に、
そのことから上記「第1項 電気信号は量子的電気信号の集合体（「電磁子」と呼称させて下さい）」の題目通りのことが明らかになってきます。
更には、本著目次からお分かりのように「電解液」「半導体」による伝送発電実験の結果からも、
「電気化学」、「半導体科学」の分野での新たな取り組みの必要性を痛感するのです。
第1章 コロンブスの電磁気学の序文
本著は、前著『コロンブスの電磁気学（増補改訂版）』の更なる改訂版であります。
前著（又、前々著）では、従来の電気に関する根本的理論を殆ど全て塗り替えてきました。
そして、それらの著に於いて新たに打ち立てた理論の根拠は、全て「コロンブスの卵」的発想です。
従って、著名を『コロンブスの電磁気学』と命名しました。
そして、お読みになればどなたも「え！こんな事！俺だって気が付いたよな！」、「でも、何故今まで気が付かなかったのだろう？！」との類ばかりだと存じます。
いわんや、ファラデー（Michael Faraday）にしても、私が使わせて頂いた装置を使っていたら、私と同じ理論を確立していたかもしれません。
それでも、ファラデーは当時の貧弱な装置を用いて、余りにも見事な理論を構築してしまった為に、彼の発見以降、150年以上の長きにわたって、彼の理論を疑う人がいなかったわけです。
特に、私達の電気的生活のほとんど全ては、彼の「電磁誘導の法則」を基礎にしていると言って過言ではないでしょう。
しかし、私は、この「電磁誘導の法則」を謹んで破棄させて頂きました。
そして、この「電磁誘導の法則」を謹んで破棄する前に、私達が小学校以来習得させられ続けてきた電気に関する教えを破棄する事が大切です。
先ずは真っ先に「導体中を電荷（電子）が順次移動することで、電流が流れる」の教えを破棄されることを勧めます。
例えば、電源（パルスジェネレータ）に、2㍍長の同軸ケーブル（Z=50Ω）を接続して、その末端を50Ωのカーボン抵抗で、整合終端した状態で、100MHz（1V/0V）のクロック信号（矩形波信号）を1パルスだけ電源から出力して、その出力電圧（出口部）と、50Ω抵抗の両端電圧を差動プローブにて計測し、次の「測定結果：1の（1）」を得ます。
更に、「図：２」のように、2㍍の同軸ケーブルの中間点に、信号線/グランド線の双方に50Ωの抵抗を挿入して、これら抵抗の両端電圧を計測しますと、「測定結果：1の（2）」を得ます。
この（1-1）と（1-2）の結果から、電気信号が約9ナノ秒弱で2㍍の同軸ケーブルの末端まで到達することが判ります。
更に、「測定結果：1（2）」に見ます様に、抵抗Cの両端電圧は、抵抗Bの観測時間（約9ナノ秒）よりも先の約4.5ナノ秒後に、抵抗Aと同時に観測されております。
この測定結果から、少なくとも、“電気は、電線を伝って、電源のプラスからマイナスへ流れる”との「一方通行的な電気の流れ」は完全否定されたと存じます。
なにしろ、先にも記述しましたように、電流は、上図「図：2」の「抵抗A」と「抵抗C」で同時刻に到達しているのですから！
しかし、（電気と電子がペアを組んで流れるとの話はあまり聞いたことがありませんが）
この結果から、“電気は一方通行的な流れではなく、電源のプラスから電気が流れ、電源のマイナスから電子が流れるのだ”との説に固執される方もございましょう。
このような説に固執されても、次の実験結果をご覧いただきましたら、これら全ての従来説を放棄して頂かなくてはならなくなります。
その実験は、「図：３」のように、抵抗A&Bの代わりに、同軸ケーブル（各1㍍長の場合と、100㍍長の場合）を挿入して行いました。（ケーブル末端は、50Ω抵抗で整合終端）
このような状態で、抵抗Bの両端電圧（末端抵抗Bへの電流の到達時間）を測定しました。
（参考の為、「測定結果：1」の場合も、（1）と（2）に掲げました）
如何でしょうか？
従来の、電荷移動説では、途中にケーブルを挿入した場合には、その長さの往復長分を電流は行き来しなくてはならないのですから、特に100㍍のケーブルを挿入した場合には、挿入前の2㍍長のままの場合の100倍の時間（約90ナノ秒）が増大して然るべきです。
でも、抵抗Bへの到達時刻は、全て同一（約9ナノ秒）です。
次の「測定結果：3」は、挿入した100㍍のケーブルの末端を、50Ω抵抗で整合終端した場合、短絡した場合、オープン状態のままの場合での、抵抗Bでの電圧検出状態です。
（参考の為、100㍍のケーブル（末端オープン状態）の挿入を信号線のみとして、グランド線には挿入せずそのまま短絡した場合も測定しました）
このように、挿入ケーブルの末端部がオープン状態であれば、電源から、抵抗Bまでには、電荷（プラスもマイナスの電荷）の供給を断たれている筈です。
なぜこのような現象が？
一般的に、並列線（スピーカーコードとしても使用されている被覆が赤色黒色の2本の線が並列状態の電線）を
「図：4」のように2本（A&B）平面的に重ねます。
この結果、並列線A&Bの隣り合う線によって、新たな「派生伝送路」も発生します。
（各伝送路長は1㍍で、末端はオープン状態）
そして、電源からは「図：4」の最上線/最下線（これを入力伝送路とします）のみに、電気信号：100MHz（1ボルト）の1パルスのクロック信号を流し、各伝送路の末端での電圧波形変化を差動プローブを用いて測定し、つぎの「測定結果：4」を得ます。
この測定結果に見ますように、直接入力（いわゆる「電荷（+/-）」が供給されていない）されていない伝送路A、B、特に派生伝送路にも電気信号の伝送が確認されるのです。
|
そこで、このように電源から直接入力（いわゆる「電荷」が供給されていない）されていない伝送路系を、 |
（「縦列接続」に関しては、後の『第3章 電気の流れと縦列接続の登場』で詳述します）
そしてこの「縦列接続（pile connection）」は、文字通り「図：4」のような場合のみならず、「図：3」のような接続系にも適用できるのです。
この「縦列接続」は、特別、特殊な場合のみに発生する類の電気的接続方法ではなく、一般的に発生している電気的接続方法であって、私達はその存在に今まで気が付かなかっただけの話なのです。
即ち、コンデンサもコイルもこのように縦列接続された伝送路であることが判るのです。
更に、電流がオン/オフされる電線の横で（「図：4」の並列線が横にずれた状態）、そのオン/オフ時の一瞬のみに電磁誘導される電線も「縦列接続状態」にあるのですから、その隣接線にも本来は、電流が入力される電線と同様な電流が流れているのです。
しかし、色々な付帯的な現象から、ファラデーの「電磁誘導」的な現象と認識されているのです。
従って、ファラデーの「電磁誘導説」は、一種の誤解の産物である事も判明します。
しかし、ファラデーの「電気は近接作用」の発見は永遠です。
（先の「測定結果：3」もその例です）
例えば、小学校でも、私達は、“アースをとれば、その地点は地球と同じ電圧レベル（0ボルト）となり、その先には電気は流れない”と教えられてきました。
本当にそうでしょうか？
（先の「図：2」の抵抗の前に「図：5」のようにアース線を接続し、そのアースは電圧測定器（オシロスコープ）のアース端子に接続し、ケーブルの末端に抵抗Bは設置せずそのままオシロスコープの入力端子に接続しました）
この状態で、パルスジェネレータから、1パルス（1V/0V）クロック信号の周波数を、100MHz、10 MHz、1 MHz、100KHz変化させて、ケーブルからの出力波形をオシロスコープで測定しますと次の「測定結果：4」を得ます。
如何でしょうか？
100MHzの場合は、アース線があろうがなかろうが、伝送される信号の形態は全く同じです。
他の周波数の場合も、形態は変化していますが、伝送されてはいます。
（この現象は、ファラデーの近接作用から当然の帰結と解釈できます。
詳細は『第10章 アースに対しての誤解並びに弊害』をご参照ください）
この件からも、今までの電気に関する固定観念の破棄の重要性にお気付き頂けると存じます。
そして、この固定観念を破棄する事で、更には、私達は、
| 従来、金属板を磁界内で動かしたり、金属板に対する磁界を変化させた際に、「渦電流」が生じ、 その電流は、電磁誘導効果により金属内で生じる渦状の電流であると信じ、 この「渦電流」を一般的な電流と差別してきましたが、 実は、この電流は、電線を流れる一般的な電流と同じであり、 この「渦電流」の発生現象こそが、一般的な電流発生原理（発電原理）であることが判るのです。 |
その結果、
| 電流は、「電荷の流れ」ではなく、 あたかも「導体（電線）を堤防とする電磁波川の流れ」であることが判り、 その「導体堤防と、電磁波川の磁界のやり取り」は、 発電に於ける「磁界と導体との磁界のやり取り」と同じであり、 電流と発電現象は切っても切れない関係にある事も分かるのです。 |
以上の記述は、本著のほんの一部中の一部です。
どうか、従来の電気に対する固定観念を捨て去り、本著のページをめくって頂きたく存じます。
その結果、「コンデンサ」、「コイル」、「トランス」、「発電機」、「モータ」、「アンテナ」に加えて「電気化学」、「半導体」などの新しい世界を楽しんで頂けると確信いたしております。
そして、これらの理論は、難解な数式を駆使して構築されたものではありません。
歩きながら考えたり、泳ぎながら考えたり、食事をしながら考えたり、布団の中で考えたり、夢の中で考えたりしたイメージに基づくものです。
そして、そのイメージを実験で確認し、時には、折角確立したと思った理論を考え直し、実験のやり直し、更に、考え直し、実験のやり直し、更には、有限積分法に基づく電磁界解析ソフトを使用したシミュレーションの連続の結果生まれたものです。
ですから、本著をお読みくださる方は、勉強するとのお気持ちではなく、謎解きを私と一緒に行う感覚を抱いて下さると幸いと存じます。
（数式がお嫌いな方は、その部分は飛ばして読まれても十分にご理解頂けると確信しております）
そして、私の全ての理論が、そしてその理論を検証する為の実験装置（被測定体）自体も「コロンブスの卵」である事をご確認下さい。
そして、それらの装置は全て特殊な機器材料を用いず身近な材料（日曜大工の材料店でも購入可能な材料）を使用していますので、追試実験も試みてください。
（これらは、各巻の末尾の写真などをご参照下さい）
どうか、固定観念、世間の常識に囚われる恐ろしさを体感して頂き、「コロンブスの卵」の貴重さを実感して頂ける事を切に願っています。
（更には、これは“卵ではなく宝だ！”との声を上げて下さるようお願い致します）
尚、前著『コロンブスの電磁気学（増補改訂版）』はあまりにも大冊でありましたので、そこでの記述を大幅に割愛もしていますが、割愛した部分にご興味をお持ち下さる方は、是非、前著もご高覧頂けたらと存じます。
（しかし、それらは、次著、次々著……に順次再掲する予定ではあります）
（参考：『コロンブスの電磁気学』（新装版 第一巻）の目次を次に掲げます。
目次
まえがき
コロンブスの電磁気学発刊に際して
第1章 コロンブスの電磁気学の序文
第2章 電気に対する誤解
第2章 第1節 直流も交流も同じ電気
第2章 第2節 1パルスのクロック信号での考察の正当性
第1項 電気信号は量子的電気信号の集合体
第2項 「フーリエ変換」は結果論
第2章 第3節 定常（平衡）状態に対する誤解
第2章 第4節 電気は近接作用、且つ、独立独行
第2章 第5節 電気は低いところから高いところへも流れる
第2章 第6節 断線していても電気は流れる
第２章 第7節 電気は信号線とグランド線を同時に流れる
第1項 EOプローブによる測定
第2項 伝送路と特性インピーダンス
第3項 特性インピーダンスの測定（TDR法）
第5項 環状伝送路が“プラスからマイナスへ流れる”との誤解の一因
第6項 環状ほどではない伝送路の場合
第7項 右手握りの法則は「プラス電流」、「マイナス電流」は左手握りの法則
第2章 第8節 アンペールの法則に矛盾する電荷移動説
第2章 第9節 電流は電荷の移動説の破棄
第3章 電気の流れと縦列接続の登場
第3章 第1節 電荷移動説の完全破綻
第3章 第2節 伝送路は「電磁波川と導体堤防」
第1項 右手の握りはプラス電流、左手の握りはマイナス電流の法則
（補足） 反磁性的性質によって電流が流れる
第2項 プラス反射とマイナス反射に於ける磁界方向の変化
第3項 電磁波川と特性インピーダンス並び運ばれる電力への私見
第4項 特性インピーダンスと反射係数
第5項 特性インピーダンスと抵抗値の関係
第6項 特性インピーダンスが小さい程電力を運ぶとの誤解
第3章 第3節 縦列接続の登場
第3章 第4節 縦列接続伝送路に流れる電流は同一値
第3章 第5節 縦列接続伝送路の合算特性インピーダンス
第3章 第6節 抵抗の直列接続は縦列接続と等価
第3章 第7節 特性インピーダンス値が50Ω以外の伝送路の計測
第3章 第８節 縦列接続の多様性
第3章 第9節 抵抗に関する私見
第3章 第10節 超伝導に関する私見
第4章 ファラデーの電磁誘導の法則は誤解の産物
第4章 第１節 ファラデーの誤解を証明する実験結果
第４章 第2節 新しいクロストーク論への緒
（補足） 従来のクロストーク論
第４章 第3節 クロストークの根本は縦列接続
（補足） 縦列接続と並列接続の混合
第４章 第4節 近端、遠端クロストークは同一波形
第４章 第5節 近端、遠端への電気信号の流れ
（補足） 受動伝送路でのマイナス波発生の原因
（補足） TEM波＆非TEM波
第４章 第6節 新しいクロストークの実証実験
第４章 第7節 異なったタイプのクロストーク
第４章 第8節 新しいクロストーク論の確立
第４章 第8節 第１項 新しいクロストーク論の確立の前段階
（補足） 信号線同士伝送路の末端はオープン状態ではない
第４章 第8節 第2項 新しいクロストーク論の確立の結び
（補足：1） 本章の「序」の実験測定結果からの強い疑問点の解消
（補足：2） 近端クロストークからトランスへ
第5章 非TEM波でのクロストークに対する新たな理論
第5章 第1節 クロストーク「電磁誘導説」の誤解の原因
第5章 第2節 従来クロストーク説への退場宣言
第5章 第3節 何故波形が変形するのか？
（補足） 信号線同士、グランド線同士では後進波が測定されない理由
（補足） 能動/受動信号の変形過程の概念図
第5章 第4節 先進波後進波発生原因の確認
第6章 差動伝送路も縦列接続された伝送路
第6章 第1節 差動伝送路と終端抵抗値の関係
第6章 第2節 差動伝送路の「π字型終端」
第6章 第3節 差動伝送路の「T字型終端」
第6章 第4節 差動入力時のクロストーク
第6章 第5節 「差動伝送路系」で「クロストーク」の本質を
第７章 コンデンサに対する新しい認識
第７章 第1節 低特性インピーダンス値の伝送路
第1項 基本型コンデンサの内部電圧変化式
第７章 第2節 フィルタ型コンデンサ伝送路への入出力状況のイメージ
第1項 フィルタ型コンデンサ伝送路への入出力状況の数式的考察
第2項 フィルタ型コンデンサの内部電圧変化式
第3項 「断線部もコンデンサ」
第７章 第3節 バイパス型コンデンサ伝送路への入出力状況のイメージ
第1項 バイパス型コンデンサの内部電圧変化式
第７章 第4節 直列接続の低Ｚの伝送路はバイパス型コンデンサです
第７章 第5節 対向入力型多重コンデンサに対する考察
第７章 第6節 誘電率への私見
第７章 第7節 空気中、水中を進行する電磁波速度の実測比較
（追記） Ivor Catt氏著 "Electromagnetics 1"
第８章 コイルに対する新しい認識
第８章 第1節 コイルは縦列接続された高特性インピーダンス値の伝送路
第８章 第2節 コイルへの従来認識を破棄して新しい認識を
第８章 第3節 コイルへの電気信号の流れ方の多様性
第８章 第4節 1組コイルと、n組コイルの等価性
第８章 第5節 コイル伝送路への入出力状況のイメージ
第８章 第6節 直列接続型コイル（直列コイル）
第８章 第7節 並列接続型コイル（並列コイル）
第8章 第8節 線間容量は誤解で、実態は多重反射
第８章 第9節 コンデンサもコイルも多重反射現象
第9章 新たなトランス理論の確立
第9章 第1節 トランスに対する電磁誘導説の矛盾
第9章 第2節 トランスの動作原理はクロストーク即ち縦列接続
（補足）両伝送路の末端をオープン状態にした場合
第9章 第3節 コイルでマイナスの反射波の影響を排除
（補足）トランスの入出力波形が正負対称形になる理由
第9章 第4節 銅棒伝送路を除いたコイルが一般的トランスへ
第9章 第５節 市販トランスでコイルによるマイナス反射波排除効果の確認
第9章 第6節 トランスの入出力電圧とコイルの巻き数比の関係
第9章 第7節 非接触電力送電
第10章 新しい発電理論の確立
第10章 第1節 発電は導体による磁界への反磁性的抵抗作用
第10章 第2節 発電された電気は信号線/グランド線双方向に流れる
第10章 第3節 発電の原理はフレミングの右手の法則でもありません2
第10章 第４節 磁界の変化と電磁波とは別
第10章 第5節 電解液も通常導体同様に発電に寄与する
第10章第６節 フレミングの右手左手の法則の改定
第10章 第7節 一本の導体とコイルでの発電は同じ原理
第10章 第8節 渦電流の誤解
第10章 第8節 第1項 銅円板を細分割しても回転する
第10章 第8節 第2項 銅円板での発電の実測
第10章 第9節 ファラデーの電磁誘導は誤解
第10章 第10節 電磁誘導に対する従来の認識
（補足：1）直流発電
（補足：2）渡り鳥と磁場アンテナ
第11章 マクスウェル方程式の訂正
第11章 第1節 伝送路を流れる電流
第11章 第2節 伝送路での反射現象
第11章 第3節 アンペールの法則の転用
第11章 第4節 電磁波速度に関する私見
第11章 第5節 光の粒子性に関する私見
（補足：1） 光の「波動性と粒子性」との二重性の矛盾
（補足：2） Ⅹ線に対する私見
第12章 アースに対しての誤解並びに弊害
第12章 第1節 アース地点はゼロボルトの誤解
第12章 第2節 擬似グランド線の存在
第12章 第3節 EOプローブで「疑似アース線」の確認
第1項 トリガー線長での比較（電気信号の伝送は信号線のみ）
第2項 トリガー線皆無で自己トリガーの場合（電気信号の伝送は信号線のみ）
第3項 自己トリガーで、且つ、別ケーブルで電源とオシロスコープを接続
第4項 EOプローブでの測定
第12章 第4節 電源による擬似グランド線
第12章 第5節 高抵抗プローブ測定時のアースの弊害
第1項 差動プローブでの測定
第2項 抵抗プローブでの測定
第3項 差動プローブのマイナス側の端子をグランド端子に接続
第4項 疑似的アース伝送路
第12章 第6節 各種プローブ測定時のアースの弊害
第13章 新しいアンテナ理論の確立
第13章 第1節 新しいアンテナ理論の確立への道
第13章 第2節 新しい送信アンテナ理論の確立
第13章 第3節 新しい受信アンテナの理論の確立
第13章 第4節 インピーダンス・マッチングしたアンテナ
第13章 第5節 対をなすアンテナが相殺関係に陥らない理由
第14章 表皮効果の実態は多重反射です
第14章 第1節 表皮効果の欺瞞
第14章 第2節 表皮効果ではなく信号の鈍化です
第14章 第3節 信号の鈍化は導体抵抗による多重反射が原因です
補足 導体自体の抵抗を大に
第14章 第4節 導線抵抗起因の多重反射を表皮効果と誤解していた
第14章 第5節 電気の流れ方は周波数に依存せず
第15章 電気化学も誤解されていた
第15章 第1節 電解槽は伝送路で反射もショート現象も発生します
第15章 第2節 プラスイオンがプラス電極へも向かいます
第15章 第3節 アルミ電解コンデンサを考えます
第16章 半導体に関する新たな理論への道
第16章 第1節 半導体を流れる電流速度
第16章 第2節 半導体による発電
使用した主な測定機器類ほか
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