絶縁抵抗計の内部で、発電機で発生した交流を直流に変換して端子に出力しているのはなぜなんでしょう?交流では測定できない理由を教えてください。

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A 回答 (1件)

絶縁抵抗だけを正確に測るためです。



もし交流で測定すると、絶縁物は、誘電体ですから、コンデンサーが形成され静電容量によっても交流電流が流れ正確な絶縁抵抗は、測定できません。

もし交流回路でのコンデンサーの働きをご存じないときは、この回答では、分らないと思いますが、そのときは、どこまで分り、どの点が理解できないか補足してください。

ちなみに電気機械では、耐電圧試験を交流で行いますが、その前に直流の絶縁抵抗計で絶縁が保たれていることを確認してから、行います。
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この回答へのお礼

なるほど。
理解いたしました。
どうもありがとうございました。

お礼日時:2001/10/13 21:48

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Qコンバーター(交流→直流へ変換)へ直流電源を接続するとどうなるのでしょ

コンバーター(交流→直流へ変換)へ直流電源を接続するとどうなるのでしょうか?
また、インバーター(直流→交流へ変換)へ交流電源を接続するとどうなるのでしょうか?

Aベストアンサー

コンバータやインバータと言っても、
様々な種類があるので一口に語ることはできません。
また、機器の耐電圧や電源の性質によっても答えは様々です。

ブリッジ整流器に直流電圧を印加した場合、
出力は直流となるでしょう。

電圧の変換を伴う整流器(ACアダプタ)など、
初段にトランスを備えた機器の場合、
直流的にはショートとなり、発火するかもしれません。
実際はヒューズが飛んで終わりでしょう。

インバータに交流を印加した場合は
正常動作しないか、保護装置が働いて終わりだと思います。

以上はすべて電源電圧が機器の耐電圧を超えていないことが前提です。

Q電圧計の内部抵抗Rvを∞電圧計の内部抵抗RAを0とみなせるのはどのような条件

電気系の問題に
「現実に、電圧計の内部抵抗Rvを∞、電流計の内部抵抗RAを0とみなせるのはどのような条件を満たす場合かを述べよ。」

とあるのですがいまいちよくわかりません。
是非とも教えてください。

Aベストアンサー

電圧計の場合ですが被測定側のインピーダンスが電圧計の内部抵抗に比べて極めて小さい場合、具体的には家庭用電源にその電圧計をつないだ場合などがそれですね。電源の能力に対して電圧計に流れる電流が無視出来るほど小さいので電圧計をつないでもつながなくても電圧そのものはほとんど変化しないという事です。

電流計の場合は被測定側のインピーダンスが電流計の内部抵抗に比べて十分大きい場合、具体的には100ボルトの電源に10キロオームの抵抗をつなぐと10ミリアンペア流れますがこれに例えば内部抵抗0.01オームの電流計をつないだ場合も流れる電流にはほとんど差は無いわけです。

実際に数字を入れて計算すれば分かりますよ。

Q交流電化を直流電化にしたJR西日本

JR西日本は、交流電化の北陸本線:米原~長浜間と湖西線:永原~近江塩津間を直流電化にした。
交流電化は、高圧送電(20kV)の為、電送損失が少なく変電所も少なくてすむ。
(新幹線は交流電化だ)
直流電化は、低圧送電(1500V)の為、交流電化に比べて電送損失が大きく変電所を増設しなければならず、コストがかさむ。
都市内地下鉄の様な短距離路線なら直流電化がいいだろうが、なぜJR西日本は直流電化にしたのか?

Aベストアンサー

 新幹線のように、大出力の電車が16両編成など長大な編成で走るなら、使用電力も大きく特別高圧の25KVなどで電化しないと、1.5KV程度の高圧なら電線もかなり太くしなければならず実用的ではありません。しかし、在来線なら直流電化でも変電所間隔を数キロ毎に設ければ、問題ありません。
 昭和30年代~40年代は、交流電化がもてはやされました。それは、変電所間隔を直流電化なら数キロしか離せないのが、交流電化だと10倍くらい約50Km~100kmくらいの間隔にでき、変電所数が1/10以下にできるというのが最大の利点でした。当時の直流用変電所は、交流を直流に変換するのに、水銀式整流器が主力で、古いところは回転式変流機なども使われていました。水銀整流器は、真空ポンプで真空にしてから、補助電極でまず起動してから、本格的に運転になるなど、真空ポンプ取扱い、圧力計監視や各種バルブ操作、冷却水の循環など、人手に頼らないとできない、自動化や遠隔制御を行いにくく、このため各変電所には最低でも2名の係員を24時間配置しなければならず、最低でも1変電所につき6名の要員が必要で、山間部の変電所など、毎日の要員交替も移動に何時間もかかったりして大変でした。そんな時代ですから変電所が減るということは、人件費削減などでものすごくメリットがありました。
 しかし、現在の大半の変電所はシリコン整流器の採用や高性能遠隔制御・監視装置のおかげで、完全無人化されています。また、最近は高速度遮断機なども静止型となったり、コンプレッサーや循環ポンプも無しの自然対流型など省メンテの密閉型変電所も増え、変電所が多くても初期投資がかかるだけで、運転コストはあまりかからなくなっていますから、昔ほど変電所が少なくなるといったメリットは減っています。
 逆に、交流電化は車両が複雑で高価とか、離隔を大きく取らなければならないため跨線橋など高くしなければならないとか、近くの通信設備などに誘導障害を与えるおそれがあるとか、昔よりも近隣家屋が増えてきた場合、デメリットが大きくなりつつあります。また、北陸線は昼間の列車本数も多く、さらに夜行列車も運転されており保守間合いの少ない線区です。直流電化なら加圧状態で絶縁はしごを使っての活線作業も可能ですが、特別高圧の交流電化では、完全に停電しないと電車線の保守作業もできず、間合いの少ない線区では直流電化のほうが保守も楽な面があります。
 さらに、北陸線は電化してから40年程度過ぎ、電気設備も車両も老朽化した物が多く、交流電化のままでも大半の設備を老朽取り替えしなければならなかったと思います。それを、京阪神から直通運転するために直流電化に変更するという理由で、かなり地元などの負担で老朽設備の取り替えもでき、地元も鉄道会社もメリットのある良い施策だったと思います。
 

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Q可動コイル形電流計電圧計の内部抵抗の測定について

内部抵抗の測定を行うときに被測定用の電圧計電流計M2にフルスケールの1/2の電流を流して、その時のM1の電圧を測るですが、なぜ1/2の値まで電流を流すのでしょうか?さっぱりわかりません…

-----------------
|     |      |
|     |       RL
↑E   M1     |
|     |       |
|     |      M2
|     |       |
-----------------
M1…測定用電圧計
M2…被測定用電圧計or電流計
RL…外部抵抗
E…電源

Aベストアンサー

ヒステリシス特性の直線部分を使うために、1/2の部分が適切だからでしょう。
また、この部分の誤差を最小にするのが目的でもあります。

ヒステリシス特性がどの範囲でも直線ならば流す電流は特に指定する必要は無いと考えます。

なお、M2は電流計であって、電圧計ではないです。(磁力線の強さは電流に比例します)

Q直流電流と交流電流のこと

直流電流と交流電流について調べていて、蛍光灯を直流と交流でのつき方の違いを見てみようと思いつきました。
      ______
     =|       |=
       ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
     ↑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。
ある程度まで電圧をかけていくと、交流ではチカチカと点滅して、直流では中のフィラメントあたりが赤くなりしばらくするとパッと点灯して、蛍光灯の片側が光っている状態になりました。

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。

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...続きを読む

Q絶縁抵抗計の測定について

絶縁抵抗計の測定について電気回路の知識が乏しいため、理解出来ない点がございます。
添付図に示すように、回路Aでは20V電源のGND(グランド)がEARTH(アース)につながっており、
回路Bでは、20V電源でEARTH(アース)はなくGND(グランド)のみです。

この場合、回路AではGNDがEARTHにつながっているため、図の赤点線で絶縁抵抗計で測定しても
測ることができない?とのことなのですが、なぜなのでしょうか?(回路は正確でないかもしれません)GNDがEARTHにつながっているため、浮いてしまっているらしいのですが、浮いているとなぜ
測れないのか分かりません。

また、絶縁抵抗計は電流計と何が違うのでしょうか?

素人質問で申し訳ございませんが、できるだけ詳しくご教授お願いします。
可能であれば数式もあるとありがたいです。
わがまま言って申し訳ございませんが、よろしくお願い致します。

Aベストアンサー

 >GNDがEARTHにつながっているため、浮いてしまっているらしいのですが、浮いているとなぜ測れないのか分かりません。

浮いているという表現は良く分りませんので、私なりにお答えしたいと思います。
まず添付されている回路では説明できないないので、修正させていただきます。
・負荷が回路中にないので接続し、実際の回路に近づけます。
・電源が接続されていると、絶縁抵抗計の電圧以外に不要な電圧が回路にある為、正確な絶縁抵抗測定できないので回路から切り離します。

そして、絶縁抵抗測定とは、電線、機器に使用されている絶縁体の性能を測る事だという事を理解してください。
その為には、回路導体を絶縁体で切り離している状態にする必要があります。

添付図の(1)、(2)を見てください。
質問者様が添付されている図では、電線間でも、対地間でも回路ができている為、負荷抵抗を通り過ぎ、
 絶縁抵抗 = 負荷抵抗
となってしまいます。
特に対地間では、回路アースの取る位置が負荷側なので、この問題がおきています。

その為、通常の回路アースは、電源側に接続します。(添付図 (3)(4))
そして、電線間での測定では、負荷を切り離し、対地間の測定では、負荷を接続し回路全体とするか、+、-を短絡して回路全体として測定します。

ちなみに実際の回路に近づける為、回路外側に接地帯を書き入れてあります。


 >また、絶縁抵抗計は電流計と何が違うのでしょうか?

これについては、メーカーの人間なので明確なお答えはできません。
ただ、抵抗を測定するには、電流を直接利用する方が良いので、内部抵抗は直列接続。
電流を計測するには、過大な電流は不要なので、内部抵抗は並列接続になろうかと思います。

 >GNDがEARTHにつながっているため、浮いてしまっているらしいのですが、浮いているとなぜ測れないのか分かりません。

浮いているという表現は良く分りませんので、私なりにお答えしたいと思います。
まず添付されている回路では説明できないないので、修正させていただきます。
・負荷が回路中にないので接続し、実際の回路に近づけます。
・電源が接続されていると、絶縁抵抗計の電圧以外に不要な電圧が回路にある為、正確な絶縁抵抗測定できないので回路から切り離します。

そして、絶縁抵抗測定とは、電線...続きを読む

Q【電気】ACアダプターって交流を直流に変えているんですよね?DCコンバーターは直流を交流に変える機器

【電気】ACアダプターって交流を直流に変えているんですよね?DCコンバーターは直流を交流に変える機器ってところかな?

ACアダプター 交流→直流
DCコンバーター 直流→交流

ところで携帯電話のACアダプターって無茶苦茶小さいですよね。

iPhoneのACアダプターなんてサイコロサイズです。

でもPCのACアダプターは筆箱サイズですよね。

同じ交流を直流に変える作業で同じなのになぜ大きいACアダプターと小さいACアダプターがあるんでしょう。

ACアダプターの中では交流を直流に整流している整流器が入っているんですよね?

整流器って交流を直流に変えるのにどうやって変えているんでしょうか?

コンデンサに一旦、蓄電させて放電させる繰り返しだとこれってプチプチ電気が途切れ途切れに送られるので交流のままなんじゃと思ったけどコンデンサで-の向きの交流を全部カットして、というか無視する回路で+だけをコンデンサに蓄電して放出させれば常に+の直流が作れる。

ACアダプターもこういう理屈で動いているんですか?

とすると交流のーの電気を全て捨てているので50%を浪費して動作していることになる。

そんなバカな仕組みじゃないですよね?

バカな仕組みがコンパクトに繋がっている?

iPhoneのACアダプターは浪費志向でPCのACアダプターはーの電気も+にすることが出来る機能が付いてるから馬鹿でかいの?

ACアダプターの動作の仕組みと原理が知りたい。

教えてください。

【電気】ACアダプターって交流を直流に変えているんですよね?DCコンバーターは直流を交流に変える機器ってところかな?

ACアダプター 交流→直流
DCコンバーター 直流→交流

ところで携帯電話のACアダプターって無茶苦茶小さいですよね。

iPhoneのACアダプターなんてサイコロサイズです。

でもPCのACアダプターは筆箱サイズですよね。

同じ交流を直流に変える作業で同じなのになぜ大きいACアダプターと小さいACアダプターがあるんでしょう。

ACアダプターの中では交流を直流に整流している整流器が入っている...続きを読む

Aベストアンサー

AC100Vの交流からDC5VとかDC9Vの直流に変換するACアダプターの構造・原理によって、大きさも重さも変わってきます。

古くからあるACアダプターでは、内部にトランス(鉄の塊みたいなもの)を組み込んであるので、どうしても大きく重くなります。ですが、このタイプのACアダプターはスイッチング雑音を出さないので電源の質としては優れており、ノイズに弱い精密電子機器には向いています。

でも大きくて重いACアダプターは使う側からするとありがたくないので、トランスを使わないACアダプターも出ていて、こちらは小型軽量になります。

いずれにも内部にはまず整流器(ダイオードをブリッジにしたもの)があって、これで交流を整流(全波整流)すると電圧が脈を打ったような直流になります。それでは使えないので、コンデンサにDCの電気エネルギーを蓄えたり引き出したりします。脈を打った電圧の高いときにコンデンサに電気エネルギーを蓄えながら使い、脈の低い(電圧の低い)ときにはコンデンサに溜まった電気エネルギーを引き出して使います。そうすると脈を打った電圧は平滑されるんです。

たとえて言うなら、私たちが日々使う生活費は、毎月1回ある給料でまかなっていますよね。つまりお金が瞬時にたくさん入って、その後はしばらく入金がありません。云わばお金が入るのはひどく脈打っています。でも1ヶ月の生活のことを考えて、入った給料は一度にドバッと使い切るのではなくて、財布に溜めたり預金したりして貯め、少しずつ引き出して均等に使っているでしょ。つまり財布や預金がコンデンサーのようなバッファーになって、出るのを均しているわけ。それと同じ理屈です。

こうして均されてDCになった電圧は、スイッチングレギュレータなどを使って所定の(一定の)電圧にレギュレーション(安定化)します。

AC100Vの交流からDC5VとかDC9Vの直流に変換するACアダプターの構造・原理によって、大きさも重さも変わってきます。

古くからあるACアダプターでは、内部にトランス(鉄の塊みたいなもの)を組み込んであるので、どうしても大きく重くなります。ですが、このタイプのACアダプターはスイッチング雑音を出さないので電源の質としては優れており、ノイズに弱い精密電子機器には向いています。

でも大きくて重いACアダプターは使う側からするとありがたくないので、トランスを使わないACアダプターも出ていて、こち...続きを読む

Qメガー(絶縁抵抗計)の測定手順がわかりません。

楽器用のシールド(フォンケーブル)の絶縁抵抗値を計測したいのですが、赤の端子をどこに、黒のワニ口をどこに接続すれば計測出来る・・・などの具体的な手順が分かりません。

色々と調べてみて、家庭用電化製品などの計測はネット上で見つけたのですが、ケーブルとは勝手が違い情報が見つけられず困っています。

誰か教えてください。よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

 電線の絶縁測定を行う場合、片端は開放してください。
端子が小さくて取り扱いが面倒ですが、自分が感電しないよう
注意しながら絵のように接触させ計測します。
 その結果が、1MΩとすれば、その程度の絶縁抵抗値と
なります。なお、本来はもう少し高い値が計測できると思いますが、
デジタル絶縁抵抗計とすれば、読み取り誤差もありませんし、
計測値として間違いはないと思います。

Q直流モーターと交流モーター

直流電源を交流モーターに印加するとモーターは動きませんが、交流電源を直流モーターに印加すると動くときがあります。それはなぜでしょうか?

Aベストアンサー

交流でも回る直流モーターは界磁も電磁石になっているブラシモーターです。
ブラシモーターは常に界磁と回転子が反発引き合い回転するようにブラシが回転子の電流を切り替えます。
直流の場合界磁は一定のSN極ですが、交流の場合、回転子と界磁が同時に切り替わり、ブラシによる反発引き合いの関係が保たれるので直流でも交流でも回転します。
界磁が永久磁石の直流モーターは、回転せず振動するだけです。
また、交流専用のモーターは交流によって生じる回転磁界で回転する仕組みなので回転しません。

Q電圧計は並列にして内部抵抗をおおきくすることが望ましいらしいですが、 どちにしろ内部抵抗が大きくても

電圧計は並列にして内部抵抗をおおきくすることが望ましいらしいですが、
どちにしろ内部抵抗が大きくても電圧は同じになりませんか?
図のようになりませんか?

Aベストアンサー

電圧計はその+端子とー端子の間の電位差を指す装置です。ですからこの回路図だと、この電圧計は5Ωの抵抗の両端にかかっている電圧を正しく表示します。もし図のように電池の電圧がちゃんと10Vであれば、図の電圧計は10Vを示します。しかし、定格電圧10Vと表記されている電池は必ず10Vをキープするとは限らないのです。10Vと表記されている電池は電流が流れていないときに10Vであるという意味です。一般的に、電池は電流が流れるとそれに比例して電圧が低下します。(これは電池の内部抵抗によるものです。電池の内部抵抗が0Ωなら電圧は低下しません。)図のような回路では電流計の中を5A流れますので電池の中は7Aも流れてしまい10Vをキープできないでしょう。しかし、もし電流計の内部抵抗が大きくなればそれだけ電流が流れにくくなります。電圧計を流れる電流が小さくなれば、電池を流れる電流は2Aに近くなるのです。ですが、回路を流れる電流は存在するわけですから電池の電圧はやっぱり10Vを維持できないので、例え内部抵抗が無限大の電圧計であっても、図の5Ωの抵抗にかかる電圧は10Vより低い値を指します。
まとめ:電圧計を回路に接続することによって、回路を流れる電流が増加し、それによって電源電圧が低下する。その影響を少なくするには、電流計の内部抵抗が大きい(電流計の中を流れる電流を極力少なくする)ほど良いということです。

電圧計はその+端子とー端子の間の電位差を指す装置です。ですからこの回路図だと、この電圧計は5Ωの抵抗の両端にかかっている電圧を正しく表示します。もし図のように電池の電圧がちゃんと10Vであれば、図の電圧計は10Vを示します。しかし、定格電圧10Vと表記されている電池は必ず10Vをキープするとは限らないのです。10Vと表記されている電池は電流が流れていないときに10Vであるという意味です。一般的に、電池は電流が流れるとそれに比例して電圧が低下します。(これは電池の内部抵抗によるものです。電池の...続きを読む


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