発電機で中のコイルが回るタイプと、磁石が回るタイプとでは発電する電気の直流、交流が違うのでしょうか??
発電機とはもっぱら直流発電だと思っていましたが、友人に聞くと違うというのです.
そして豆電球は交流でもつくのでしょうか???
~ここでは、自転車のライトの発電に関しての議論でした
 僕は直流発電であり、直流だからライトがつくものだと ばかり思っていました。友人が言うには交流に決まって るっていうのです。ほんとのところを教えてください

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A 回答 (4件)

コイルと磁石で発電するとき、コイルに対して磁石のN極とS極が交互に来て、コイルにかかる磁力が変化したときのみ電圧が発生します。

 よってコイルからは交流が出てきます。
一般に直流発電機と呼ばれているものは、この交流を整流したもので、出てくるのは脈流になります。

[ここから余談]
無接点無脈動直流発電機(半導体とか使わずに)は、いろいろな特許が出ていますが、本当に動作するものがありません。
なぜそんなものを研究している人がいるのかというと、交流は交流電磁界損失により直流よりも減衰が大きい(hajime40さんのアドバイスは、「直流は高電圧化が難しいので、大電流が必要となり減衰が大きい」という意味だと思います)ので、直流での電圧の変換が容易にできれば、電力システムが交流から直流に変革される可能性があります。(でもできなくても誰も落ち込まない。 エジソンもテスラもできずに、泥沼になったことなんだから)
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電球は基本的に交流・直流どちらでも点灯可能です。

家庭用の電源(コンセントなど)は交流電源です。豆電球も家庭用の電球もその点灯する原理はまったく同じ(フィラメントに電流が流れ発熱し熱と共に光を出すというもので、十分な温度まで加熱できれば、電流の種類とは無関係です)です。ただし、電圧が異なるで豆電球をコンセントにつないだりはしないでください。

発電機については多くの場合交流発電機が用いられています。自転車の発電機はコイルの中で永久磁石を回転させることで発電していますので出力は当然交流です。コイルの中で永久磁石が回転しているのでコイルを切る磁界はNSNS・・・・と連続で変化していますのでコイルに発生する電流の方向も磁界が反転するたびに反転します。すなわち交流発電機ということです。発電機の中には直流を出力するものも無くは無いのですが、これは磁界の中でコイルのほうを回転させ、整流子を用いて電流を取り出すもので、模型用のモーターと同じ構造です。この方式では電力を発生させるコイルの方を回転させるため、大きな電力を得ようとすると、太いコイルを巻いた重い回転子(アーマチュアといいます)をまわす必要がありますし、整流子やブラシといった消耗部品を伴うことや構造が複雑なことを嫌って最近ではあまり使われなくなっています。出力として直流が必要な場合でも発電機自体は交流発電機を使用し、出力として得られた交流を整流器(半導体のダイオードを利用した装置)で直流に変換しています。たとえば自動車やバイクなどの発電機がこの方式です。ごく小型(自転車用など)のものでは回転子に永久磁石を使用したものがありますが、ある程度大きなものでは回転子に電磁石を用い、その電磁石の強さを変えることで、出力電圧のコントロールしています。
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>発電機で中のコイルが回るタイプと、磁石が回るタイプとでは発電する電気の直流、交流が違うのでしょうか??


発電機で中のコイルが回るタイプの場合、整流子がついている場合は直流電流が作り出されますが、整流子がついて
いないものは交流電流が作り出されます。
磁石が回るタイプの場合は、交流電流が作り出されます。
整流子というのは、プラスとマイナスが入れ替わる瞬間を切り替えることで、プラスだけ、または、マイナスだけを
取り出すものです。そうやって、直流電流を取り出しているのです。
ですから、発電機で中のコイルが回るタイプだからといって、すべてが直流電流を作り出す発電機とは言えないんで
すよ。

>発電機とはもっぱら直流発電だと思っていましたが、友人に聞くと違うというのです.
その通りです。一般に電力会社の発電所で作り出している電流は、交流電流です。
(タービンで発電機を回しています。)

>そして豆電球は交流でもつくのでしょうか???
直流・交流に関係なくつきますよ。

>僕は直流発電であり、直流だからライトがつくものだとばかり思っていました。友人が言うには交流に決まってる
>っていうのです。ほんとのところを教えてください
自転車の発電機は、一般的に交流電流を作り出す発電機です。
というのは、交流電流を作り出す発電機は、メンテナンスが少なくても壊れにくい、そして安い値段で作りやすい
発電機なんです。
ですから、自転車のようなものにつける発電機は安上がりな交流発電機をつけているんですよ。

しかし、車の場合は直流電流を作る発電機を使っています。これはなぜかというと、バッテリーにある程度電流を
貯めておかなければならないために、直流電流を作り出す発電機を乗せているのです。セルモーターを使って車の
エンジンを回さないといけないので、そのための直流電流が必要なんです。(現在の科学力では、交流電流を貯めて
おく装置を作ることができないんです。)

では、なぜ電力会社は交流電流を作るかというと、交流電流と直流電流の特性が大きく違うからなんです。

直流電流は、安定した電流を送ることができるのですが、電送距離が長くなると、減衰を起こしてしまって、遠くに
十分な電流を送ることができなくなります。このため、非常に短い間を流すには、直流電流の方が都合がいいのです。

交流電流は、容易に電圧を高く上げることができ、それによって、直流と比べ減衰が少なく遠くまで電流を送ること
ができます。(電圧や電流の質にばらつきがあるのですが)遠くまで電流を送るためには、交流の方が都合がいいと
言うことなんですね。

後半は余計なことを書いてしまったかもしれませんが、参考になるといいと思います。
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自転車のライトは、交流で点灯しています。


自転車の発電機(ダイナモ)だけでなく、
多くの発電機が交流です。
ちなみに、自動車も交流で、ブリッジダイオード
と言う部品で、直流にしています。
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      ______
     =|       |=
       ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
     ↑こちら側だけ使う
10w位の蛍光灯の片側にある2本の端子(?)にそれぞれワニ口クリップをつなぎ、電源装置を使って徐々に電圧をかけていきました。
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両方(交流、直流)を点灯した状態から徐々に電圧を下げていくと、交流ではチカチカと点滅した状態が続き、直流ではうすく光っている状態になりました。
・この交流でのチカチカと点滅するのは、電源が交流だからなのでしょうか、それとも放電現象によるものなのでしょうか?
・直流でフィラメントが赤くなるのはなぜなのでしょうか?
この二点について教えてください。お願いしますm(__)m

Aベストアンサー

予想外の面白い実験ですね。実際の動作原理とは、違う実験です。
蛍光灯は、片側の電極からもう一方の電極に放電することにより、管内面の全体に塗られた蛍光物質に電子が衝突することで、蛍光を発します。
両側のフィラメントは、点灯させる最初だけ通電し熱で水銀を蒸発させる為に使用します。
点灯後は、フィラメントは開放して通電をさせません。
交流では、フィラメントへの通電を切る時に回路に直列に入っているリアクターの誘導作用で高圧を一瞬出して放電を開始します。
直流では、電池の電圧をインバーターで昇圧するようにします。

そこで、ご質問の交流の場合には、片側のフィラメントだけの通電ですので、放電の為の空隙がありませんから、放電はしないものと思います。
蛍光が光るとしたら、それは、フィラメントの熱による熱電子放射だろうと思います。反対側に電極が無いので周辺だけに極弱く放射され不安定に光るのでしょう。
これは、不安定で断続的です。
直流の時に赤く光るのは、フィラメントの熱による発光でしょう。連続して光ります。
実験をしたわけではないので、推論です。

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