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静電発電機
摩擦起電機 > 歴史

18世紀に広く普及していた、ガラス球を回転させる方式の摩擦起電機。
静電気を帯びた女性とのキス。
史上初の静電発電機は摩擦で電気を起こす摩擦起電機であった。1663年ごろにオットー・フォン・ゲーリケが発明した最初の摩擦起電機は、木の回転軸に取り付けた硫黄球を手で摩擦する仕組みだった。実際に回転させて使用していたかどうかは定かではなく、またゲーリケには「電気」を起こしているという意識はなかったが（彼にとっては「Weltkrafte = 世界力」であった）、後の時代に回転球を備えた起電機が数多く作られたのはゲーリケの影響である。アイザック・ニュートンは硫黄の代わりにガラス球を用いることを提案した。ニュートンによって王立協会の実験員に任命されたフランシス・ホークスビーはゲーリケの設計を改良し、ガラス球を高速回転させて毛織布で擦る仕組みの摩擦起電機を作製した。ガラス球が擦られると、球内の真空に雷のような紫色の光が満ち、その明るさで読書ができるほどだったという。
ヴィッテンベルク大学の教授だったゲオルク・マチアス・ボーゼ（英語版）は、静電発電機に「主導体」（prime conductor）を取り付けることでその効果を何倍にも高めてみせた。主導体とは電荷を蓄積するための大きな導体（コレクター）のことで、ボーゼの典型的なデザインでは、絹糸で吊って絶縁した筒状の主導体をガラス球に近づけ、電荷を吸い取らせていた。ボーゼは絶縁台に立たせた女性の体に電荷を溜め、観衆の一人に接吻させて電気ショックを与えるという見世物を行った。
1746年にウィリアム・ワトソンが作製した装置は大きな車輪を回すことで複数のガラス球が回転する仕組みになっており、主導体として絹糸で吊るした剣と銃身が備えられていた。なお、同年、オランダのピーテル・ファン・ミュッセンブルークによってライデン瓶が発明され、発生した静電気をためることができるようになった。ライプツィヒ大学の物理学教授だったJ・H・ウィンクラーは、手で摩擦する代わりに革製のクッションに擦りつける仕組みと、足踏み式の高速回転装置を導入した。
ガラス板の両面に金属箔を貼ったものを起電力源と接続することで相当量の電気を溜めておけることが発見されると、この種の実験は容易になった。
ウィンクラーの改良に続き、スコットランド人でエアフルト大学の教授だったアンドリュー・ゴードン（英語版）はガラス球の代わりにガラス円筒を用いることで摩擦起電機を発展させた。 ベンジャミン・ウィルソン は1746年ごろに櫛状の集電電極を考案し、1762年には英国のジョン・カントン（英語版）（球検電器の発明者でもある）が摩擦布に錫アマルガムを振りかけることで発電の効率を向上させた。1760年代には、ジェシー・ラムスデン（英語版）やヤン・インゲンホウスをはじめとする研究家たちの手により、球や円筒ではなくガラス円板が回転する方式が標準的なものとなった。
回転する球を手で摩擦する初期の起電機。の著書より。
ガラスの円筒が水平軸の周りで回転する方式の摩擦起電機。中央前方のパッドで摩擦する。
ラムスデンによる洗練された摩擦起電機。
1773年、公式記録に残る限り初めてオランダ人によって摩擦起電機が江戸時代の日本に持ち込まれた。ただしそれ以前の1765年に刊行された『紅毛談』の中で「エレキテリセイリテイ」という名の摩擦起電機が紹介されており、一部ではすでに知られた存在だった。オランダ語で"Electriciteijt"は電気もしくは起電機を意味し、日本ではこれがなまって「エレキテル」と呼ばれるようになった。当時の博物学者平賀源内は長崎で入手した壊れたエレキテルを1776年に複製し、見世物に用いて大いに巷間に広めた。源内作とされるエレキテルは2台が現存している。そのうち逓信総合博物館に所蔵されていたものは「調車」（プーリー）によってガラス円筒を高速回転させる方式のもので、銀紙を貼った「枕」（摩擦用クッション）と電荷を溜めるライデン瓶を備えていた。源内の門下生森島中良が『紅毛雑話』（1787年）でエレキテルの正確な構造を解説したことで、一般に作製・販売が行われるようになった。蘭学者橋本宗吉は1811年の著書『エレキテル究理原』において、エレキテルは玩具などではなく天地の原理を再現する器具だと述べ、自ら行った様々な静電気実験を紹介した。このほか、大槻玄沢らによる『厚生新編』（1811-1839）には、サンプトペテルブルクを訪れた大黒屋光太夫からの伝聞として、ロシアではエレキテルを用いた着火装置がアルコール飲料の純度検査に用いられているという逸話が記されている。
1783年にオランダのハールレム市の科学者マルティン・ファン・マルム（英語版）は直径1.65 mのガラス円板を備えた精妙な「大起電機（英語版）」を設計し、自らの実験に使用しようとした。この装置は正負どちらの電圧も作れるように設計されており、長さ61 cmもの火花放電を発生させることが可能だった（その電圧は600 kVと見積もられる）。ファン・マルムの依頼で組み立てを行ったのは、アムステルダムの機器職人ジョン・カスバートソン（英語版）であった。現在この起電機はハールレムのテイラーズ博物館（英語版）に展示されている。
1785年、N・ローランドは接地した2本の円筒を野兎の毛皮で包み、絹のベルトをかけて回転させる仕組みの起電機を作製した。エドワード・ナイアン（英語版）が1787年に開発した医療用の静電発電機は正と負の電荷をどちらも生成することが可能で、正電荷は集電器につながれた主導体に、負電荷は摩擦パッドにつながれた主導体にそれぞれ溜められた。1850年ごろにウィーンの科学者ゲオルク・K・ヴィンターが作製した起電機はそれ以前の装置よりも効率が高く、広く普及した。
1830年代にゲオルク・オームが行った電気実験では、ファン・マルムの装置と同じく正負の電圧を作れる起電機が用いられていた（装置は現在ミュンヘンのドイツ博物館に所蔵されている）。1840年にラムスデンの方式を改良して作られたウッドワードの装置では、主導体が円板の上に設置されていた。
摩擦起電機 > 摩擦による帯電

物体の表面にある電荷（英語版）のつり合いが崩れると、他の物体に対して引力もしくは斥力を及ぼす。それが高じると静電気として感じることができるまでになる。二つの異なる表面を触れさせてから離すと、接触帯電（英語版）ないし摩擦帯電現象によって一方から他方へ電荷が移動し、電荷の不つり合いが生じる。
大きな静電気を生み出すには絶縁性の物体二つをこすり合わせるとよい。ただし、摩擦は本質的な役割を果たしているわけではなく、単に絶縁性の表面を触れ合わせるだけでも帯電は起きる。しかし、多くの場合物体の表面は粗いため、物体どうしを単にあてがうだけでは十分な接触面積が得られず、帯電に長い時間がかかる。物体をこすり合せれば凝着性の接触面が広がることで帯電が促進される。
絶縁体、すなわち電気を通さない物体は表面電荷を発生させて溜めておくのに適している。よく用いられる絶縁体にはゴム、プラスチック、ガラス、髄がある。導電性の物体も接触帯電を起こすが、外界に対して絶縁されていない限り、電荷を保持しておくことはできない。
接触帯電によって一方の物体からもう一方へと移動した電荷はその表面にとどまる。物体を電流が流れていても、静電気力やスパーク（英語版）の発生、コロナ放電などの現象を損なうことはなく、同じ系で両立することができる。
誘導起電機 > 歴史

電気盆。下方の誘電体板は負に帯電しており、上方の導体板の中に電荷の不均衡を生じさせる（静電誘導）。導体板の上面から負電荷を抜き取れば、正味の正電荷を誘起できたことになる。
電気盆を応用したA・ベネットの「ダブラー」。最初の誘導起電機とされる。箔検電器の端子を兼ねた金属板Aと、持ち手がついた金属板B、Cからなる。板Aが正に帯電していたとして、電気盆と同様の手順で板Bに負の電荷を誘起し、次いで板Bを用いて板Cに正の電荷を誘起する。板Cの電荷を板Aに移すと、電荷が初めより増えたことになる。
ダブラーから発展したT・カヴァッロの増幅器。
摩擦起電機は年月とともにゆっくりと、第2の種類の起電機、「誘導起電機」に取って代わられていった。こちらの方式は静電誘導を応用したもので、初めに存在していたわずかな電荷を利用して機械的な仕事を静電的なエネルギーに変換し、結果として電荷は継続的に増加していく。その発想はアレッサンドロ・ボルタが広めた電気盆から生じたと思われる。電気盆は一枚の導体板からなる一種のコンデンサで、静電誘導の過程を用いて電荷の偏りを生じさせることができた。
機械式の誘導起電機に向けて最初の一歩を踏み出したのは、箔検電器の発明者でもあるアブラハム・ベネット（英語版）が報告した「ダブラー」（doubler of electricity）であった。ベネットのダブラーは3枚の導体板を持ち、電気盆と似た一連の操作を行うことで初めに蓄積されていた電荷を約2倍に増やすことができた。ベネットは大気からわずかな電荷を採取し、繰り返し増幅して検電器で観察できるようにした上で、電荷量と符号を記録して気象条件との関係を研究した。
エラズマス・ダーウィン、ウィリアム・ウィルソン、G・C・ボーネンベルガー、また後にJ・C・E・ペクレ（英語版）はそれぞれベネットのダブラーに改良を加えた。1816年にフランシス・ロナルズ（英語版）は、導体板の1枚を振り子のおもりで置き換え、ぜんまいや蒸気機関で振らせることで発電プロセスを自動化した。ロナルズはこの起電機を電信装置の電源とした。
これらの試みを経て、1788年にウィリアム・ニコルソンが報告した回転式のダブラーは、連続回転による誘導起電機の祖と考えられる。ニコルソンの記述によれば「クランクを回すことで、摩擦も大地との接続も必要とせずに2種類の電気を生成できる装置」であった。ニコルソンは後に「回転式蓄電器」（spinning condenser）という、微小な電荷を増幅することができ、より測定に適した装置も報告している。
ほかにも、ティベリウス・カヴァッロ（英語版）（1795年に「カヴァッロ増倍器（英語版）」を開発）、ジョン・リード、シャルル・デゾルム、ジャン・ニコラ・アシェット（英語版）らは、様々に工夫された形の回転式ダブラーを製造した。1798年、ドイツ人科学者で説教師でもあったゴットリープ・クリストフ・ボーネンベルガーは、著書でベネットやニコルソンのダブラーを紹介するとともに、自分が考案したボーネンベルガー起電機について記述した。これらの試みのうち重要なものはAannalen der physik（1801年）に記載
ジュセッペ・ベッリは1831年に単純な構造の対称型ダブラーを作製した。2枚の金属円板を両端に取り付けた棒を回転させることで、U字型の集電器の内側を円板が交互に通過する仕組みになっていた。両極がすべて同じ構造で作られた対称型の装置はこれが初めてだった。同型の装置は何度も再発明されている。クロムウェル・ヴァーリー（英語版）はこの方式を発展させて大出力の装置を作製し、1860年に特許を取得した。これは実用的な高圧誘導起電機として初めてのものだった。20世紀末にはA・D・ムーアが教材用としてこの方式の装置を広め、ディロッド（dirod）と呼んだ。また、1868年に「再充電器」（replenisher）として開発を行った ケルヴィンの名も挙げられる。ケルヴィンはそのほかにも、誘導起電機をマウスミルモータ（英語版）と組み合わせてサイフォンレコーダー（英語版）と呼ばれる電信受信器を発明した。帯電したインクが細いサイフォンから吐出され、静電的な引力で記録紙に向けて飛んでいく仕組みだった。さらにまた、1867年には水滴を利用した一種の誘導起電機（後述）を発明して「水滴蓄電器」と呼んだ。
1864年から1880年までの間にヴィルヘルム・ホルツ（ドイツ語版）が製作し、論文で報告した数々の誘導起電機は、当時もっとも進歩した起電機だと考えられていた。その一つでホルツ起電機と呼ばれるものは、ガラスの円板が増速ギアによって高速回転しながら、固定円板に取り付けられた誘導子と相互作用する仕組みだった。1865年、アウグスト・テプラ―（ドイツ語版）は、2枚の円板が1本の軸に固定されて同方向に回転する構造の誘導起電機を作製した。1868年、出力電流を増やすために奇抜な構造を採用したシュウェドフ起電機が作られた。同年にはクント起電機やキャレ起電機など、摩擦式と誘導式を組み合わせて動作を安定させた起電機が作製された。1866年にはピシェ起電機（バーチュ起電機とも）が作製された。1869年、H・ジュリアス・スミスは携帯可能な火薬の点火装置として気密性の起電機を作製し、アメリカで特許を取得した。また1869年、ドイツのヨハン・クリスティアン・ポッゲンドルフ（英語版）は回転円盤にセクター（扇形金属板）を貼りつけない形式の起電機を研究した。
フランチェスコ・ロゼッティ（英語版）、アウグスト・リーギ、フリードリッヒ・コールラウシュらは誘導起電機のはたらきと効率をさらに研究した。エルテール・マスカール、アントニオ・ロイティ（イタリア語版）、エミール・ブーショットらもまた誘導起電機の効率と電流出力を研究した。1871年にムーゼウスはセクターのない装置を研究した。1872年に作製された「リーギの電位計」はヴァンデグラフ起電機の源流の一つとなった。1873年、レーザーはホルツ起電機を改良したいわゆるレーザー起電機を作製した。1880年、ロバート・ヴォス（ベルリンの機器職人）はテプラ―とホルツの原理を組み合わせて新しい起電機を考案したと主張した。同型の構造はテプラ―=ホルツ起電機としても知られるようになった。
誘導起電機 > 歴史 > ウィムズハースト起電機

英国の発明家ジェームズ・ウィムズハースト（英語版）は1878年に静電発電機の研究に着手し、ホルツ起電機を改良して2枚の回転板を持つ強力な起電機を作り出した。
ウィムズハースト起電機の基本形が1883年に科学界に対して報告されると、その後はもっぱらこの種の起電機が用いられるようになった。ただし、それ以前によく似た構造の起電機がホルツとムーゼウスによって報告されていた。1885年、英国で史上最大級のウィムズハースト起電機が建造された（現在はシカゴ科学産業博物館に展示されている）。
ウィムズハースト起電機。2枚の円板が逆方向に回転し、円板上の小板（セクター）に誘起された電荷がブラシによって吸い取られ、左右のライデン瓶に溜められる。
表側の小板（A など）は裏側の小板（Bなど）に対する誘導子としてはたらき、導体YYを介して対向する2枚の小板に電荷を誘起する。ここで帯電した小板は次に導体XXの位置で表の小板に対する誘導子となる。
小板を持たず、絶縁円板自体が電荷を運ぶ方式のウィムズハースト起電機。
ウィムズハースト起電機は著しく単純な装置で、あらゆる誘導起電機がそうであるように、電荷の静電誘導を利用して発電を行う。要するに、初めに存在していたごくわずかな電荷を利用して新たな電荷を誘起し、それを集めて初めの電荷に付け加え、同じプロセスを何度も繰り返す。
ウィムズハースト起電機の構成は以下のとおりである。絶縁された2枚の円板はプーリーに取り付けられ、同軸で逆方向に回るようになっている。円板の外側の面には、金属など導電性の小板が円状に並んで貼り付けられている。それぞれの円板には両側がブラシとなった導体棒が付属しており、この棒でつながれた2枚の小板の間で静電誘導が起きて新たな電荷が誘起される。それぞれの円板に誘起された電荷は各1対の櫛型コレクター電極によって集められる。二つのライデン瓶は電荷を溜めるコンデンサとして用いられる。1対の電極は十分に溜まった電荷を放電するためにある。
構造も構成要素も単純であるため、静電気の実験や演示に用いる機器を自作する場合、ウィムズハースト起電機が選ばれることが多い。広く普及したのもこれが理由である。
1887年、A・F・ヴァインホルトはレイザー起電機を改良し、垂直の金属棒に木製の筒を嵌めたものを誘導子として円板の近くに置くことで極性の反転を防いだ。M・L・ルビエはルビエ起電機の作製を報告した。これは基本的にヴォス起電機を簡略化したものであった。1893年、ボネッティは円板にセクター（金属の小板）を取り付けないタイプのウィムズハースト起電機の特許を取得した。ボネッティの装置はセクターつきのタイプよりはるかに強力だったが、外部から電荷を与えてやらなければ運転を始めることができなかった。
1898年、W・R・ピジョン（英語版）は独自の機構を備えたピジョン起電機を作製した。1890年代を通して起電機研究に打ち込んできた末の成果だった。同年10月28日、ピジョンはこれをロンドン物理学会（英語版）で発表した。また後にPhilosophical Magazine (1898/12, p.564, ) およびElectrical Review  (Vol. XLV, p.748) で報告した。ピジョン起電機の特色は、静電誘導の効果を高めるために、対向円板のセクターを誘導子とするのに加えて固定誘導子を用いたことと、各部の絶縁性を高めたことだった。特に電荷を運ぶセクターは端子部を除いて絶縁体に埋め込まれていた。ピジョン起電機はウィムズハースト起電機とヴォス起電機を組み合わせた上で電荷のリークを低減したものだといえるが、前身となった装置のいずれよりも容易に電位を高めることができた。またこれに加え、ピジョンは「トリプレックス」・ウィムズハースト起電機（3枚の回転板からなる、中央の回転板を共有する2組の起電機）のセクターを絶縁材に埋め込んで出力電流を増加させる方式を研究し、特許（British Patent 22517 (1899)）を取得した。
19世紀末から20世紀の初めにかけて、複数の回転板からなる起電機と、「トリプレックス」起電機（3枚の回転板を持つ）が大きく発展した。1900年、フレデリック・タズベリーは、起電機を金属容器に収めて空気や二酸化炭素で加圧すると、放電耐圧が向上するとともに、プレート間や支柱へのリークが低減することで性能が向上することを示した。1903年、アルフレート・ヴェールゼンはセクター板をエボナイトの回転板に埋め込み、表面には端子だけが突出している方式の起電機の特許を取った。1907年、ハインリヒ・ワメルズドルフは一種のホルツ起電機で、ヴェールゼンと同じ方式の回転板と誘導子をセルロイド板に埋め込んだタイプのものを報告した（DE154175、「ヴェールゼン起電機」）。ワメルズドルフはそのほかにも高性能の起電機を作製したが、そのうち最も有名なのは「コンデンサーマシン」（1920）と呼ばれるものである。単一の回転板にセクターが埋め込まれており、円板の縁からセクターの端が露出している方式だった。
誘導起電機 > 回転式誘導起電機の原理

回転式誘導起電機の例として、アメリカ静電気学会の創立者A・D・ムーアが20世紀半ばに設計したディロッド起電機の原理を説明する。右図を参照のこと。
円板Dは絶縁体で作られ、矢印の向きに回転する。円板には6本の金属ロッドR1～R6が垂直に立てられており、両側から金属のコレクター板C1、C2に挟まれている。
動作を開始するには、はじめにコレクターC1とC2の間に電荷の不均衡が存在しなければならない。しかし、人間の手が装置の絶縁部品に触れると静電気が生じるため、コレクターには自然にわずかな電荷が誘起されているのが常である。ここではC1が負に、C2が正に帯電していたとする。
コレクターが帯電しているため、導体でつながれている誘導子I1、I2もそれぞれ電荷を持ち、近づいてきた金属ロッドR1とR4に静電誘導を及ぼす。すなわち、R1とR4は固定導体N（ニュートラライザー）を介して電荷をやり取りすることで、互いに逆の電荷を持つようになる。Nの両端にはロッドと導通を取るためのブラシがついている。
円板Dが回転していくと、電荷を持ったロッドはR3（R6）の位置でブラシによってコレクターと接続される。電荷には電気容量が大きい物体に移る性質があるため、ロッドが持っていた電荷はコレクターに集められる。この過程が繰り返されることにより、それぞれのコレクターが持つ正負の電荷はますます増えていく。
正の電荷を帯びたロッドを正のコレクターに近づけるには、静電反発力に抗して仕事をしなければならない。この力学的な仕事が帯電の静電エネルギーに変換されることになる。
20世紀以降の静電発電機 > ヴァンデグラフ起電機

19世紀末から始まった物質の構造の探究において、静電発電機は不可欠な役割を果たした。1920年代にはこれまで以上の高電圧を生成する装置が必要だということが明らかになっており、これに応えるべく、1929年から主にMITにおいてヴァンデグラフ起電機が開発された。第1号機の動作が確認されたのは1929年10月である。基本的なアイディアは、電荷を絶縁性のベルトに載せて、絶縁支柱に支えられた中空の端子の内部に送り込み、そこで電荷を端子に移すというものだった。端子の電位がどれほど高くなろうと、端子内部には全く電場が生じないので電荷の移動は妨げられない。このアイディアは新しいわけではなかったが、別の電源を用いてベルトを帯電させた点が革新的で、それまでの起電機を過去のものとしてしまった。ヴァンデグラフが作製した第1号機は安雑貨屋で入手した絹のリボンをベルトとしていた。1931年に書かれた特許明細書では、100万ボルトの電圧を生成することができると記述されていた。
ニコラ・テスラは1934年の『サイエンティフィック・アメリカン』誌に「静電発電機の可能性」と題してヴァンデグラフ起電機に関する記事を書き、「（ヴァンデグラフ起電機の）新型の装置が開発され、十分に改良されれば、素晴らしい未来が保証されているはずだ」と述べた。より出力の大きい装置はすぐに開発された。大気をイオン化することなく表面電荷密度を高められるように加圧容器に収められていた。ヴァンデグラフ起電機のバリエーションも生まれ、物理研究に用いられた。絶縁体と導電体の継手を交互につないだチェーンを用いて電荷を輸送するペレトロン（英語版）はその一つである。構造が単純なタイプのヴァンデグラフ起電機は静電気の演示に広く用いられている。高電圧を生成できることから、絶縁台に立って高電位端子に触れると頭髪が逆立つという面白い効果を起こせることで人気がある。
20世紀以降の静電発電機 > SAMES型発電機

1945年から1960までの間に、フランス人研究者ノエル・フェリシ（フランス語版）は大出力の誘導発電機を数多く発展させた。加圧水素ガスによって絶縁を行い、高速回転する円筒によって電荷を輸送する仕組みだった。この方式の装置はSAMES社によって製品化され、おもにヨーロッパで加速器研究や高電圧ケーブルのテスト用に使用された。
20世紀以降の静電発電機 > EHD発電機

イオンを注入した液体や帯電粒子を含む気体など、荷電流体によって電荷を運ぶ発電方式はEHD発電（electrohydrodynamics、電気流体力学（英語版））と呼ばれる。EHD発電の研究の始まりは1840年に発表されたアームストロング式水力発電装置だとされる。これはボイラーから噴出する高圧蒸気が電荷を帯びていることを利用して、蒸気を集電電極に吹き付けることで電荷を集積するものだった。Steutzer、Secker、Hughesらは、絶縁性の流体に電荷を与え、ポンプで高電位端子まで送りこむことで電荷を蓄積する方式の起電機を発明した。この方式は構造が単純であり、液体の絶縁破壊強度が大きいことなどにより装置を小型化できるなどの利点がある。
1980年代の初め、風力をエネルギー源とするEHD発電のアイディアがMarksによって提案されたが、実用化に至らなかった。2006年、デルフト工科大学のDjairamらはEWICON（Electrostatic WInd Energy CONverter、「静電風力エネルギー変換器」）という名の風力EDH発電機を試作した。機械的な可動部を持たず、大気中に噴霧された帯電水滴を風が高電位電極まで運ぶ構造になっており、風力のエネルギーを直接電気エネルギーに変換する方式である。発電効率は回転翼型の発電機に及ばないが、構造が単純なため低コストであり強風にも耐えられることから、実用化に向けた取り組みが行われている。
境界科学との関連

静電発電機は様々な境界科学の研究に用いられたことがあり、時には不適切な方法で利用されたために議論を呼んだ。1911年、ジョージ・ピゴットは無線電信や「反重力」実験のために作製した起電機の特許を取得した。小型の加圧容器に収められた2重式の装置であった。
時代を下った1960年、ドイツ人の時計職人パウル・バウマンは発電機「テスタティカ」（Testatika）を発明した。バウマンが設立したスイスの宗教的コミュニティ、メテルニッサ（英語版）はテスタティカに形而上的な意味を与え、周囲の環境から直接「フリーエネルギー」を引き出すことができると主張した。実際にはテスタティカは1898年のピジョン起電機をベースにした静電発電機だったと考えられている。
参考資料

本節は「静電発電機」をさらに詳しく知るための読書案内である。
Gottlieb Christoph Bohnenberger: Description of different electricity-doubler of a new device, along with a number of experiments on various subjects of electricity, etc.. Tübingen 1798.
William Holtz: On a new electrical machine .. In: en:Johann Poggendorff, CG Barth (Eds.): Annals of physics and chemistry. 126, Leipzig 1865, p. 157 - 171st
William Holtz: the higher charge on insulating surfaces by side pull and the transfer of this principle to the construction of induction machines .. In: Johann Poggendorff, CG Barth (eds): Annals of physics and chemistry. 130, Leipzig 1867, p. 128 – 136
William Holtz: The influence machine. In: F. Poske (Eds.): Annals of physics and chemistry. Julius Springer, Berlin 1904 (seventeenth year, the fourth issue).
O. Lehmann: Dr. J. Frick's physical technique. 2, Friedrich Vieweg und Sohn, Braunschweig 1909, p. 797 (Section 2).
F. Poske: New forms of influence machines .. In: F. Poske (eds) for the physical and chemical education. journal Julius Springer, Berlin 1893 (seventh year, second issue).
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『摂津名所図会』四巻上。異国の珍品を商う「蝙蝠堂」の店頭でエレキテルが実演されている。1796 - 1798年。
マルティン・ファン・マルムが設計した「大起電機」。テイラーズ博物館に展示されている。
ホルツの回転円板式起電機。
1881年、パリの博覧会で展示されたヴォス起電機。
ディロッド起電機の模式図（文献に基づく）。
ヴァンデグラフ起電機の模式図。上側のローラー (3) とベルトがこすり合わされて正負の電荷が発生し、正電荷は電極 (2) で集められて端子 (1) に蓄積され、負電荷はベルト (5) によって下方の接地電極 (7) に送られる。
アームストロング式水力発電装置。ボイラーから噴出した蒸気が帯びている電荷を電極Bで集める。
後藤俊夫 (工学者)

後藤俊夫（ゴトウ トシオ、1941年 - ） は、日本の電子工学者。名古屋大学副総長。応用物理学会会長。日本学術会議総合工学委員長。
人物・経歴

愛知県立旭丘高等学校出身。
1969年名古屋大学大学院工学研究科博士課程修了、工学博士。1986年名古屋大学教授。
2000年名古屋大学工学研究科長・工学部長、評議員 応用物理学会 副会長。
2002年応用物理学会 会長、日本工学教育協会賞（業績賞） IEEE Fellow。
2003年名古屋大学副総長 応用物理学会論文賞 日本学術会議第5部会員。
2004年名古屋大学高等研究院長 日本工学アカデミー 理事。
2005年中部大学総合工学研究所長。
日本学術会議総合工学委員会の委員長。文部科学大臣賞。科学技術政策担当大臣賞。
2020年瑞宝中綬章受章。
会計検査院 (曖昧さ回避)

会計検査院（かいけいけんさいん）
会計検査院 - 日本国の会計検査を行う機関のこと。
会計検査院 (琉球政府) - 琉球政府の会計検査を行う機関のこと。
諸外国において、会計検査を行う政府機関の訳語のこと。
会計検査院 (フランス)
米国会計検査院（英語版）(GAO)
スカーレット (岩男潤子の曲)

「スカーレット」は、岩男潤子の通算8枚目のシングル。2000年4月19日にポニーキャニオンよりリリース。
解説

前作より約6ヵ月振りのリリース。「スカーレット」はテレビアニメ『妖しのセレス』主題歌に起用された。また同アニメのサウンドトラック『妖しのセレス オリジナル・サウンドトラック』、『妖しのセレス オリジナル・サウンドトラック Vol.2』にも収録されている。
収録曲

スカーレット [4:52]
テレビアニメ『妖しのセレス』主題歌
作詞：高橋研、作曲：澤近泰輔、編曲：山本はるきち
hurt (single mix) [4:48]
作詞：秋山紗登子、作曲・編曲：山本はるきち
グルクン〜赤い魚の燦華 [4:38]
作詞：渡邊惇、作曲：渡辺幹男、編曲：板倉茂隆
スカーレット (voice off) [4:52]
hurt (voice off) [4:53]
| 表 話  歴岩男潤子 |
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CDシングル:  1.シャッターチャンスの連続 - 2.空のオカリナ - 3.手のひらの宇宙 - 4.空色の風 - 5.卒業 - 6.dream on. - 7.私に帰ろう - 8.スカーレット - 9.僕を笑って - 10.ディープ・パープル - 11.FWESTAZINHO - 12.Ever - 13.ピヨの恩返し 
配信限定シングル:  1.ハッピーフライトディスコ 
オリジナルアルバム:  1.はじめまして - 2.Entrance - 3.kimochi - 4.appear - 5.CANARY - 6.1/f - 7.voice - 8.colors 
ベストアルバム:  1.Favorite Song - 2.岩男潤子 ベスト・コレクション 
担当キャラ:  不動ジュン - テレサ - 日暮かごめ 
関連項目:  セイントフォー - おさかなペンギン
女重宝記

『女重宝記』（おんなちょうほうき）は、江戸時代に編纂された女性用の教訓書。著者は艸田寸木子（苗村丈伯）。全5巻。
概要

元禄5年（1692年）に出された版が最古とされている。以後、版を重ね、あるいは他者によって改訂・補訂がなされながら幕末まで刊行され続けた。
各巻とも100丁を越え、1ページ10行・各行25字詰の行書体の漢字と平仮名の仮名交じり文構成となっており、漢字には振り仮名が振られている。各巻とも当時の女性が必要とした知識が採録され、一之巻には嗜み、二の巻には祝言、三の巻には懐妊、四之巻には諸芸、五の巻には雑学が記されている。文章も平易で挿絵も多く、当時の家族制度・家庭生活における「女の一生」のあり方に即した内容になっていることから、女子教育の場において広く用いられた。
音声強調

音声強調（おんせいきょうちょう、英: speech enhancement）は音声の特定成分を相対的に強調し質を改善する音声信号処理である。
改善の対象としては音声の明瞭度や音質など様々なものがある。SN比を改善する雑音抑制の技術は最も重要なもので、携帯電話、VoIP、電話会議などの通信の分野や、音声認識、補聴器での応用など多くの分野で利用されている。
概要

ハンズフリー通話や、野外での携帯電話の使用など、音声アプリケーションを雑音や反響音の多い環境で使うケースは多い。雑音や反響音で歪んだ音声信号に対して音声強調を行うことで、音声の明瞭度の向上、聞く人の疲労の軽減などの効果が期待できる。
また、携帯電話や衛星電話などで使用されている低ビットレートの音声符号化や、音声認識の処理では、音声を何らかのモデルに当てはめパラメータ化を行うため、音声信号に雑音が含まれるとパラメータ化がうまく行えない。音声符号化では音質の劣化、音声認識では認識率の低下に繋がる。このような分野でも音声強調の技術はよく使われている。
音声強調では、音声と雑音などそれ以外の成分との統計的な性質の違いなどを利用し、信号に含まれる本来の音声や雑音などを様々なアルゴリズムを用いて推定し、雑音などを抑制する。
音声成分や雑音成分の推定は一般に難しく、それらの性質は時間の経過やアプリケーション、環境の違いにより大幅に変わるため、音声強調のアルゴリズムは異なった実環境での評価が必要になる。また、音声の評価についても様々な指標があり、アプリケーションや目的ごとに異なる。
一般に、音声の音質と明瞭度との両立は難しく、例えば雑音の多い周波数をフィルターでカットすると音声の明瞭度は向上するが音質はカットされた分だけ悪化する。
音声強調で使われる代表的な雑音抑制の方法としては以下のものがある。大きく分けて、1つの入力のみを扱う単一チャンネルの手法と、複数のマイクロフォンなどを用いたマルチチャネルの方法がある。
単一チャンネル
フィルタリングによる雑音抑制
スペクトルサブトラクション法（spectral subtraction method）
ウィーナーフィルタリング法（Wiener filtering）
信号部分空間法（signal subspace approach、SSA）
スペクトル復元による雑音抑制
MMSE-STSA法（minimum mean-square-error short-time spectral amplitude estimator）
音声モデルベースの雑音抑制
マルチチャネル（マイクロフォンアレー）
歴史

音声信号に対する雑音や歪みの抑制を行う技術の歴史は古く、1960年代にはアナログ技術を用いた雑音抑制の特許がベル研究所の M.R.Schroeder により取得されている

。
これには現在のスペクトルサブトラクション法に当たる考え方も含まれていた
。その後のデジタル信号処理の発展に伴い、1979年にデジタル処理によるスペクトルサブトラクション法が再発明された。同じ年に Jae Lim と Alan Oppenheim はそれまで知られていた雑音抑制の手法を形式化してまとめ、
音声強調の分野が注目されるきっかけとなった。その後、MMSE-STSA法（1984）などの主要な手法が発表され、コンピュータの小型化・高性能化に伴い、携帯電話、電話会議システム、DSP内蔵の補聴器など多くの機器で使用されるようになった。
フィルタリングによる雑音抑制

フィルタリングによる雑音抑制は最も古典的な方法で、何らかのフィルターにより雑音成分を取り除く方法である。
雑音を含んだ入力信号 x(t) が元の音声信号 s(t) と雑音信号 n(t) との和で表される「加法性雑音」を考えると、信号の関係は以下のようになる。
これを周波数領域で考えると、各信号のスペクトルは以下のように表現することができる。
フィルタリングによる雑音抑制は、入力信号に何らかのフィルターであるゲイン関数 G(ω) を適用し、雑音を含んだ入力信号から元の音声信号  {\hat {S}}(\omega ) を
のように復元する方法である。
フィルタリングによる雑音抑制 > スペクトルサブトラクション法

スペクトルサブトラクション法（spectral subtraction method）は、雑音のパワースペクトルの平均値を推定し、雑音を含んだ入力信号のパワースペクトルから引くことで雑音の低減を行う方法である。デジタル処理を用いた方法は1979年に Boll が発表した
。処理が単純な割には比較的良い結果が得られるため、現在でもよく使われている。
周波数領域での復元された音声信号スペクトルを  {\hat {S}}(\omega )、 雑音の推定スペクトルの平均値を  {\hat {N}}(\omega ) としたとき、以下の近似を用いて元の音声信号のパワースペクトルを求める。
パワースペクトルではなく振幅スペクトルが使われるケースもある。
予測した雑音が信号より大きくなり右辺の値がマイナスになる場合は、雑音スペクトルに何らかの係数を掛けたり、マイナスの振幅は全て 0 と見なすことで調整する。
実際の信号では振幅だけでなく位相も復元する必要がある。人間の聴覚は位相に敏感ではないことを利用し、位相は入力信号のものをそのまま利用する。入力信号の位相スペクトルを  \angle X(\omega ) と表せば、
スペクトルサブトラクション法は、周波数ごとの入力信号と推定した雑音の比（推定したSN比）によって特性が変化する一種のフィルターと見なすことができる。入力信号との比で推定雑音が大きい周波数は大きく減衰させ、そうでない周波数は減衰を少なくする。
フィルターにあたるゲイン関数 G(ω) は、パワースペクトル、振幅スペクトルの場合についてそれぞれ以下のようになる。
あるいは
雑音の振幅スペクトルの平均値の推定には様々な方法が提案されている。最も単純には、雑音が時間的に変化しないと仮定して無音時の信号から雑音の振幅スペクトルを求め、これを雑音の推定スペクトルと見なして処理を行う。
スペクトルサブトラクション法は入力信号と推定雑音のレベルがほぼ同じになる周波数で信号の減衰が急に大きくなるので、雑音の推定レベルの誤差により特定の周波数で信号が現れたり消えたりする現象が起き、ミュージカルノイズ（musical noise）と呼ばれるトーン性の雑音が発生する問題がある。
フィルタリングによる雑音抑制 > ウィーナーフィルタリング法

ウィーナーフィルタリング法（Wiener filtering）は、ウィーナーが提案したウィーナーフィルターを使って雑音抑制を行う方法である。音声と雑音の相関が無いという前提で、本来の音声信号と推定した音声信号の平均二乗誤差（mean-square-error）を最小にするような線形フィルターを形成し、雑音を含んだ入力信号から元の音声信号を得る。
時間領域、周波数領域のいずれでもウィーナーフィルターを作ることができ、時間領域では時系列のデータの平均二乗誤差が最小のものを、周波数領域ではスペクトルの平均二乗誤差が最小のものになる。いずれの領域でもSN比が改善されることは理論的に証明されている
。一般的によく使われる周波数領域のウィーナーフィルターは、スペクトルサブトラクション法と同様、入力信号の振幅成分の雑音にのみ影響を与え、位相成分には影響を与えない。
周波数領域のウィーナーフィルターでのゲイン関数 G(ω) は以下のようになる。
あるいは、推定したSN比 ξ(ω) を用いると以下の式になる。
ここで、ξ(ω) （事前SNR、a priori Signal-to-Noise Ratio）は以下の式で表され、それぞれの周波数で予想されるSN比の推定値にあたる。
ウィーナーフィルターはスペクトルサブトラクション法と比較しミュージカルノイズは発生しにくい。ただし雑音抑制の効果が大きくなるほど元の音声の成分も抑制され、必ず明瞭度や音質が向上するとは限らない。
フィルタリングによる雑音抑制 > 信号部分空間法

信号部分空間法（signal subspace approach、SSA）は、明瞭度の低下を最小化しながら雑音を含んだ入力信号の質の向上を行うことを目指した手法で
、
雑音を含んだ入力信号を、音声と雑音からなる「信号空間」と雑音のみからなる「雑音空間」に分離して処理を行うことに特徴がある。音声と雑音との相関が無く、雑音がホワイトノイズであることを前提とし、信号の空間へのマッピングには直交変換の一種であるカルーネン・レーヴェ変換（Karhunen-Loève transform）を用いる。信号部分空間法は1995年に Ephraim と Van Trees が発表した。
大まかな処理は以下のようになる。
入力信号ベクトルにカルーネン・レーヴェ変換を行う
雑音空間を削除
信号空間の成分について以下を考慮しながら本来の音声成分を推定
信号歪み
残留雑音エネルギー
逆カルーネン・レーヴェ変換を行い信号ベクトルに戻す
本来の音声成分の推定では、残留雑音エネルギーを特定の閾値以下に抑えながら信号歪みを最小化し、雑音抑制と明瞭度低下とをバランスさせる。
カルーネン・レーヴェ変換はフーリエ変換などに近い変換で、この方式は入力信号を高速フーリエ変換で周波数スペクトルに変換した後に雑音成分の削除を行うスペクトルサブトラクション法を拡張・整理したものととらえることもできる。
スペクトル復元による雑音抑制

雑音抑制は、周波数領域で考えると本来の信号スペクトルを推定し復元する問題ととらえられる。ベイズ推定などの一般的な推定理論の枠組みを利用することで、様々なアプローチが可能である。代表的な手法として最小二乗誤差（MMSE）推定を行うMMSE-STSA法がある。
スペクトル復元による雑音抑制 > MMSE-STSA法

MMSE-STSA法（minimum mean-square-error short-time spectral amplitude estimator）は、 本来の音声信号と推定した音声信号の短時間振幅スペクトルの平均二乗誤差を最小にする方式である。1984年に Ephraim と Malah が発表した
。スペクトルの平均二乗誤差を最小にするという点でウィーナーフィルタリング法と似ているが、パワースペクトルではなく振幅スペクトルが対象になる。音声と雑音とは相関が無く、スペクトルは平均が 0 のガウス分布であることを前提として推定を行う。同様の条件で信号の位相についても解析が行われており、元の入力信号の位相が最適な推定値となることが分かっている。ウィーナーフィルタリング法と同様、ミュージカルノイズは発生しにくい。
MMSE-STSA法では、入力信号の振幅スペクトルと雑音推定スペクトルの平均値とから周波数ごとのSN比を推定しながら、平均二乗誤差を最小にするような短時間振幅スペクトルを復元する。位相は入力信号のものを最適な推定値としてそのまま利用する。
MMSE-STSA法は携帯電話などの機器で広く用いられている。
スペクトル復元による雑音抑制 > その他の手法

最小二乗誤差（MMSE）推定以外に、最尤法（maximum-likelihood estimation、ML）や最大事後確率（maximum a posteriori、MAP）推定を用いて信号スペクトルを推定する方法が知られている。これらの推定方法は多くの望ましい特徴を持つため、広く検討されている。
音声モデルベースの雑音抑制

通常のオーディオ信号と異なり、音声は固有の特性を持つ。人間の声は、音源である声帯の音の特性と、咽喉と口腔、鼻腔、舌、唇などの調音器官（声道）の共鳴による周波数選択特性で特徴づけられ、その変化にも何らかの規則性がある。音声に対し何らかのモデル化を行い他の方法と組み合わせることで、より優れた雑音抑制を行うことが期待できる。以下のようなモデル化が知られている。
音声モデルベースの雑音抑制 > 調波モデル

調波モデル（英: harmonic model）は音声を調波加算モデル、すなわち基本周波数+倍音で表現し利用するモデルである。
調波モデルでは声帯を介した声生成過程に着目し音声を調波加算モデルで表現した上で、倍音のみを通過させるくし型フィルターによって音声と雑音を分離する。声帯振動を伴わない無声音はうまくモデル化できず歪むため、調波+雑音によるモデル化（例: SMS）などが提案されている。他の雑音抑制法と比べ音声が歪む傾向にある[要出典]。
音声モデルベースの雑音抑制 > 線形予測モデル

線形予測モデル（英: linear prediction model）は音声を線形予測によりモデル化する方法である。
この手法は人間の声道の特性が線形予測係数による全極フィルターでうまく表現できることを利用している。雑音抑制は線形予測係数の推定の問題として形式化できる。
線形予測モデルはウィーナーフィルタリング法など他の方式と組み合わせて使用されることも多い。
音声モデルベースの雑音抑制 > 隠れマルコフモデル

隠れマルコフモデル（英: hidden Markov model）は音声の時間的・スペクトル的変化を隠れマルコフモデルとして扱う方法である。
多くの場合、最初にあらかじめ雑音を含まない音声と雑音とを用意してそれぞれの隠れマルコフモデルを作成し、次にそれらのパラメータを用いて雑音を含む音声から元の音声を推定する。
マルチチャネル（マイクロフォンアレー）

単一チャンネルでの音声強調は、音声と雑音などとの性質の違い（音声は時間・周波数での変動が激しいが雑音は変動が少ない、音声には無声期間がある、など）のみを利用して分離を行う必要があり、変動の大きい雑音など音声と似た性質の音に対してはうまく対応できない。
複数のマイクロフォンなどによるマルチチャネル化は、複数の異なった入力信号を用いることで、より効果的な音声強調を行う方法である。
以下のような様々なアプローチがある。
単一チャンネルでの雑音抑制のマルチチャネル化（ウィーナーフィルタリング法、MMSE-STSA法など）
以下のようなマルチチャネル固有の技術を応用、あるいは単一チャンネル手法と組み合わせ
マイクロフォンアレーによるビームフォーミング（microphone-array beamforming）
ブラインド信号分離（blind source separation）
ジーマーミ豆腐

市販のジーマーミ豆腐
たれをかけたジーマーミ豆腐
ジーマーミ豆腐
ジーマーミ豆腐（じーまーみどうふ）は、落花生（ピーナッツ）を使った沖縄県や鹿児島県の郷土料理。ジーマーミ（漢字では「地豆」）は琉球語で落花生を意味し、地域によってジーマミー（ヂーマミー）などとも言う。南西諸島以外ではピーナッツ豆腐、落花生豆腐、だっきしょ豆腐とも呼ばれる。
特徴

名前に「豆腐」と入っているが、大豆の加工品ではなく、落花生の絞り汁に芋くず（首里方言でイムクジ、サツマイモデンプン）を加えてつくる。胡麻豆腐の胡麻をピーナッツに、葛粉を芋くずに置き換えたような食品である。胡麻豆腐同様にもちもちとした食感である。沖縄県内や鹿児島県内のスーパーマーケット、市場などで市販されており簡単に入手できる。市販のものにはタレが添付されており、それをかけて食べる。沖縄県では出汁のタレで食べるもの以外に、黒糖味、紅芋味、チョコ味など色々な甘い味のジーマーミ豆腐も販売されている。
地域

南西諸島では、沖縄県の他、鹿児島県でも奄美群島に属す与論島では地豆豆腐（じんまみとーぷ）、徳之島では地豆豆腐（じまむぃどふ）として作られている。特に徳之島は落花生栽培が盛んで、味噌豆やがじゃ豆のような菓子作りも盛んである。
鹿児島県の本土地域では、奄美群島とつながりが深い鹿児島市や鹿屋市でも落花生豆腐（だっきしょどうふ）として食べる例がある。だっきしょは落花生の薩摩弁訛り。
精進料理として広く知られた胡麻豆腐の応用で作ることができるため、大分県由布市湯布院町の湯平温泉、熊本県西原村のように、個別の地区、店舗で伝統的に作られている例もある。
日本以外では台湾南部の高雄県、屏東県、台南市や苗栗県などの客家が多い一部地域で「花生豆腐」（拼音: huāshēng dòufu、ホワションドウフ、客家語 ファーセンテウフ）などの名で作られている。薩摩芋デンプンではなく、主にうるち米の粉で粘りを付けている。醤油ベースのあんを掛け、刻み葱、すり潰したピーナッツをまぶすなどして食べる。
つくり方

落花生を水に浸してすり潰し、芋くずを加えて裏ごしして、火にかけて練り混ぜた後で冷やして固めることで作る。細かい調理方法には地域ごとにバリエーションがあり、鹿児島県鹿屋市では水 4：落花生 1: 薩摩芋デンプン1の比率で各家庭で伝統的に作られている。鹿屋市では水を加えずミキサーにかけてから、水と薩摩芋デンプンを加えて加熱する。
食べ方

出汁タレや醤油を使ったたれをかけて食べるのがもっとも一般的であるが、黒蜜や砂糖をかけたりして甘い味で食べる例もある。大分県ではゆず胡椒と醤油で食べる。鹿児島県では梅干し入りの砂糖醤油だれや酢味噌で食べることもある。
また、表面にデンプン（片栗粉）をまぶして、油で揚げ、から揚げや揚げ出し豆腐風にして食べることもある。
注意点

原料がピーナッツであるため、ピーナッツに対する食物アレルギーを持つ人が食べると急性アレルギー反応（アナフィラキシー）が起こることがある。ピーナッツアレルギーを持つ観光客がこれを知らずに食べて救急搬送される事例が発生している。このため沖縄県内の保健所などでは飲食店に対しジーマーミ豆腐の原材料がピーナッツであることを表記するよう呼び掛けている。
仙台市水道局

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種類:  地方公営企業
本社所在地:   日本 〒982-8585 宮城県仙台市太白区南大野田29番1号
業種:  水道業
代表者:  仙台市水道事業管理者　
外部リンク:  http://www.suidou.city.sendai.jp
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| 仙台市水道局 Sendai City Bureau of Woterworks |
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情報
建築主:  仙台市
事業主体:  仙台市水道局
管理運営:  仙台市水道局
構造形式:  鉄筋コンクリート構造
所在地:  〒982-8585 宮城県仙台市太白区南大野田29番1号
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仙台市水道局（せんだいしすいどうきょく）とは、宮城県仙台市の地方公営企業の一つで、同市太白区南大野田に本庁舎が所在する。
概要

仙台市の地方公営企業の一つで、主に上水道部門を手掛ける。下水道は、市直轄（市建設局下水道経営部が管掌）であり、市(同部)から委託されて仙台市水道局が下水道使用料を上水道料金と併せて徴収する形を取っている。
仙台市水道事業出納取扱金融機関は市の指定金融機関と同じ七十七銀行である。同収納取扱金融機関は、一部を除く仙台市に本支店を置く金融機関がおおむね指定されている。
庁舎等

本庁舎…太白区南大野田29番1号
南料金センター…本庁舎内
北料金センター…泉区役所東庁舎3F
市役所料金センター…市役所本庁舎1F
卸町庁舎…若林区卸町二丁目3番1号
国見庁舎…青葉区貝ヶ森二丁目6番7号
このほか、浄水場が、国見・中原・福岡・茂庭の4か所に所在。