100Vのコンセントに220V20Wのパイプファンを接続すると...

W（電力）＝V（電圧）ｘ　I（電流）
W＝2０、V=２２０なので
I=0.09
V（電圧）＝　I（電流）ｘ　R（抵抗）
なので
R=2400
これを１００Vのコンセントにつなぐと
I＝0.04
W=4
となり、２４時間換気用のパイプファンと同じくらいの仕事をしてくれそうですが、この考え方でよろしいでしょうか？

質問者からの補足コメント

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  音がうるさいためパワーコントローラーを使って回転数を抑えたり、扇風機の風力が強すぎるとき弱にしたりします。このようにモーターは回転数を変えて使えると便利なことが多いと思うのですが、回転数を変えるために電圧を変化させるのはまずいのでしょうか？

  No.1の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時：2024/09/15 11:12

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  交流では力率が絡むことすっかりわすれていました。
  
  W（電力）＝V（電圧）ｘ　I（電流）ｘcosθ(力率)
  W＝2０、V=２２０、力率を0.9とすると
  I=0.1
  小さな電力なのでおおむねリニアだとして
  V（電圧）＝　I（電流）ｘ　Z（インピーダンス）
  これより
  Z=2200
  これを１００Vのコンセントにつなぐと
  I＝0.05
  W=5
  となり、先の計算よりは少し大きくなるようです。
  定格電圧より低い電圧では負荷電流が異常に大きくなることがあるというのは、パイプファンは非線形であるため上の考え方のようにはならないということでしょうか？
  そのあたりをもう少し詳細にご教示いただけると理解できると思います。

  No.2の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時：2024/09/15 16:13

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  朝から、プラグと中間スイッチを付けてまわしてみているのですが、非常に静かに回っています。
  定格での動作は確認できませんが、２４時間換気のパイプファンと比較して格段の差があります。
  パイプには設置してないので、音の響きが違うかもしれません。２４時間換気に必要な換気量があるのかもわかりません。負荷は非常に小さく（羽根だけ）、自己空冷（？）しているせいか、今のところ発熱はありません。

  No.4の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時：2024/09/15 17:08

No.4 ベストアンサー 回答者： kanta2006 回答日時： 2024/09/15 14:24

モーターの種類にもよりますけど、コンデンサモーターだと始動しないかも。

インバータとかが使われる事でも分かるように、ACモーターの回転速度制御は、周波数を変えることが基本になります。

ACモーターの扇風機は、確かに周波数を変更することなく回転数を落としていますが、そのデメリットとして、
・回転数可変範囲が小さく、そんなに遅く出来ない。
・回転数を落とすと効率が悪化し、仕事量の低下分ほど消費電力が下がらない。
というのがあります。
おそらく扇風機も電圧半分とかにしてしまうと、まともに始動しない気がします。

この回答へのお礼

お礼日時：2024/09/16 11:15

No.5 回答者： m-jiro 回答日時： 2024/09/15 16:48

#1です。

>　回転数を変えるために電圧を変化させるのはまずいのでしょうか？
→　モーターの方式にもよるのでどんな場合も不可というわけではありませんが、電圧を変えて回転数を変えることは基本的にはできません。交流モーターでは回転数を変えるには周波数を変えるのが基本的なやり方です。現在ではモーター用のインバーターで電源の周波数を変えています。

ひとつの方法としてモーターと直列にコンデンサを入れると回転数が下がります。
昔、ある装置の冷却ファンの風切り音がうるさくてこれをやったことがあります。ファンは100V10Wくらいだったと思います。直列に1μFくらいのコンデンサを入れたように思いますが記憶不明瞭。最終的に何μFにしたか覚えていません。ともかく適当な回転数になるようにコンデンサは調整してください。
コンデンサは「電解コンデンサ」は不可です（直流回路用ですから）。交流回路で使用できるフィルムコンデンサなどを使ってください。
200V回路なら耐圧が400V程度以上のコンデンサを使ってください。
電圧を下げるよりスムースにいくはずです。
モーターが正常に起動すること、モーターやコンデンサが異常発熱しないことを厳重に確認してください。
あくまでも自己責任でやってね。

この回答へのお礼

お礼日時：2024/09/16 11:16

No.3 回答者： 人は皆親戚 回答日時： 2024/09/15 09:44

コンデンサーモーターの25ｃｍ換気扇を白熱灯用調光器で弱くして音を小さく出来ないか実験したことがありますが、電圧が小さくなったみたいで回転数が少なくなりましたが音は小さくならなくて実用にならなかったです。

モーターは規定の電圧で使用しないと、低い電圧では負荷電流が異常に大きくなり、モーターが焼損する可能性があります。これは、モーターが適切な電圧で動作しないと、過電流が発生し、コイルが過熱して焼損するためですとＡＩ回答。
コイルの磁力で回転するので定格電圧の時に定格回転数の時のコイルには逆起電流が生じて流れる電流が小さく一定になると思いますが、何らかで回転しない時にはコイルに大電流が流れて焼損することが考えられますが、電圧が200Ｖから100Ｖで1/2になると電力は1/4になると想像すると焼損するかもですが、回転すが小さい時ならそこまでならないかもと思います。

要するにモーターは抵抗負荷で無くてコイル負荷の機器なのでコイルの特性を考慮しないと分からないはずです。
定格以外の使い方をすると事故が起きるのでメーカー保証外になってモーターの種類で違うこともあるはずで自己責任になることだけは確かです。

この回答へのお礼

お礼日時：2024/09/16 11:15

No.2 回答者： isoworld 回答日時： 2024/09/15 07:07

この考え方は現実には成り立ちません。

それはパイプファンは非線形であるためです。非線形を分かりやすく言えば、電圧（Ｖ）と電流（Ｉ）は比例関係にはならない、ということです。つまり電圧が半分になったからと言って、電流が半分になるわけではありません。

それに交流では力率が絡みます。
有効電力＝電圧×電流にはなりません。皮相電力＝電圧×電流です。

加えて、回答No.1にあるように、モーターでは規定の電圧で使用しないと、それより低い電圧では負荷電流が異常に大きくなり、それによってモーターが焼損することがあります。

あなたの考えは、直流で、なおかつ線形の電気機器（ほとんどが非線形です）を使う理想的な場合にだけ成り立ちます。中学校で習う理科の実験のようにはいきません。

この回答へのお礼

お礼日時：2024/09/16 11:15

No.1 回答者： m-jiro 回答日時： 2024/09/14 22:47

モーターは定格の速度で回転するような使い方をしないと異常に大きな電流が流れて焼けることがあります。

モーターの構造にもよるので一概に言えませんが、一般的論で言えば低い電圧で使うのはマズイです。

この回答へのお礼

お礼日時：2024/09/16 11:15