親子におすすめの新型プラネタリウムとは?

逆起電圧とはどういう事?
なぜ逆起電圧防止にダイオードを使うのですか?

A 回答 (2件)

コイルやリレーなどの巻き線(インダクタンス)に直流電流を流すとそれに応じたエネルギが蓄えられ、その電流を切ったときには、そのエネルギは切る直前の電流を維持するように働きます。


今までのプラス側(電流の流入側)から電流を吸い込む形になるので(電流方向は同じだが)、マイナス電圧ほ発生することになります。そのため逆起電圧(逆起電力)と呼んでいます。
回路電流を開放するスイッチ素子は理想無限大の抵抗値(実際は高抵抗値を持つ)なので、先の電流×開放抵抗値の電圧が発生します。
リレーなどは低電圧で動作しますが、この逆起電圧は数百~千V程度を示します。これでは回路周辺が壊れたり、スイッチに火花が発生して劣化などの悪影響が出ます。
逆起電圧防止ダイオードは、印加電圧に対して逆向きに取り付けます。コイル電流を切ったとき、この維持すべき電流に対しては順方向でショートとして働きます。
このショート電流は今までコイルに流れていた電流しか流れません。したがって、このダイオードは特別な高耐圧大電流用などは不要で汎用品が使えます。

コイルインダクタンスにおける電圧式で、
v=-L*(di/dt)
というのを見かけませんか?

コイル電流がある値から突然ゼロになると、計算上マイナス無限大の電圧が生じます。これと同じですね。
ダイオードはその電流を流して、突然ゼロになるのを防いでいるわけです。
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コイルに流れる電流が変化すると、電流の変化を妨げる方向に逆起電圧が発生します。


電子部品は逆に電圧を加えると壊れてしまう物が多いので、コイルの入っているリレーやモータには並列(逆起電圧を逃がす方向)にダイオードを接続します。
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Qモータの逆起電力

永久磁石同期モータを勉強しているのですが,混乱しています。
逆起電力(速度起電力,誘起電圧とも言う?)について,
次のような事に悩んでいます。

(1)逆起電力とは,モータに電圧を加えて回転させると発電機動作(フレミング右手の法則)によって発生する電圧でしょうか?

(2)印加電圧と逆起電力の方向は,逆になるのでしょうか?
つまり,印加電圧がプラス側のとき,逆起電力はマイナス側になるのでしょうか?

(2)電源電圧と逆起電力の大きさが等しい時,モータは回転しなくなるのでしょうか?

たくさんの質問で恐縮ですが,よろしくお願いします。

Aベストアンサー

こんにちは。

(1)はい、そうです。
逆起電力とは、モータにある電圧を印加して回転させたとき、
回転子の回転によってコイルが永久磁石が作る磁界(界磁)を切り、
その際に発生する起電力(電流)です。

(2)はい、必ず逆になります。
逆起電力だけを取り出すことは、通常のモータでは難しいので
マイナス側プラス側とは言えませんが、印加電圧によって流れる
電流に対して逆(電流の流れを妨げる方向)になります。

(3)いいえ。逆起電力は、回転子の運動によって発生するもので、
モータの回転が停止した状態では発生しません。
また、モータの回転数が定格回転(永久磁石式:最大回転、
他励式:ベース回転)へ達すると、駆動電力と逆起電力がつりあい、
回転数が上がらなくなります。
これ以上に回転数を上げるには、界磁の磁束を弱くして逆起電力を
弱める必要があります。

参考になりましたでしょうか?

Qダイオードを使っても逆起電力が取れません。

直流の逆起電力を取る為に、電磁石を使用し直流を流して、スイッチの部分に並列して2個ダイオードを使い入力回路とは別の回路から、逆起電力を取ろうと思ったのですが、逆起電力はスイッチの部分から火花を散らし、取るどころか止めることすら出来ません。

前の質問で直流とも交流とも書かなかったので、スナバ回路を使うと書いてあったのですが、色々調べたらスナバは交流で使うもので、直流はダイオードだと判明し31DF(600V×2)を入れました。

ちなみに電圧、電流は50V10A位です。
スライダーを使い電圧は調整できますので、電圧が高いのであれば調整します。

スイッチは自作のスイッチで、切ったり入れたり1秒に20回発生します。
その逆起電力を直接或いはバッテリーに取りたいのですが、どうしたら宜しいでしょうか?

電気の事は素人なのであまり解りませんので、解かりやすい回答お願いします。

Aベストアンサー

ダイオードでサージ電圧を防止するなら、添付図左のように、負荷に逆並列にダイオードを入れます。(ダイオードは、負荷電流を流せるものでOKです。耐電圧も電源電圧程度でOKです。)
ただし、このままだと、負荷電流が0になるのにそれなりの時間が必要なので、ダイオードに抵抗を直列にいれて、電圧が出るようにすることもあります。
(負荷に蓄えられていた磁気エネルギーは、負荷自体やダイオード、ダイオードに直列にいれた抵抗で消費されます。)

スナバを使うなら、添付図右の回路。
ダイオードは負荷電流を流せる程度のものでOK。
コンデンサの容量は、負荷の磁気エネルギーを吸収したときの電圧上昇で決めます。
(容量を大きくしすぎると損失が増えるし、小さすぎると効果がでないので、適切な容量にスる必要がある。)
負荷に溜っていたエネルギー(+コンデンサを電源電圧で充電するのに必要なエネルギー)はダイオードに並列に入っている抵抗で、スイッチがONしたときに消費されます。

このコンデンサに溜ったエネルギーを電源に回生したり、スイッチがONするときに負荷に再度供給するタイプの回路もありますが、回路構成が複雑になるので割愛します。
(負荷に再度供給するタイプのは、スイッチを4個ブリッジ状に組み合わせて、ON/OFFの組合せで、コンデンサのつながりかたを変えるようなことをやってます。)

ダイオードでサージ電圧を防止するなら、添付図左のように、負荷に逆並列にダイオードを入れます。(ダイオードは、負荷電流を流せるものでOKです。耐電圧も電源電圧程度でOKです。)
ただし、このままだと、負荷電流が0になるのにそれなりの時間が必要なので、ダイオードに抵抗を直列にいれて、電圧が出るようにすることもあります。
(負荷に蓄えられていた磁気エネルギーは、負荷自体やダイオード、ダイオードに直列にいれた抵抗で消費されます。)

スナバを使うなら、添付図右の回路。
ダイオードは負荷電流...続きを読む

Q逆起電力防止用ダイオードについて

モーターやリレー等、コイルを使う場合、逆起電力で部品が壊れるのを防ぐために
ダイオードを使うと思いますがダイオードの選択方法がわかりません。
例えば3V、2AをDCモータに流すとしてこのモータの逆起電力を防止するためには
どのくらいの定格のダイオードを利用すればいいのでしょうか?
計算方法があれば教えてください。
またダイオードにも小信号用やショットキー、整流用等、色々種類がありますが
どのタイプを選択すればいいんですか?

Aベストアンサー

モータなどのインダクタンス成分をもっている回路での還流ダイオードでは、モータやリレーなどの通電電流をバイパスすることができるだけの電流容量と、駆動時の電圧に耐えるだけの逆対電圧、(もうひとつ、高速にスイッチングするときには、逆回復特性も)を基準にして選定することになるかと思います。

3V2Aで駆動しているモータの場合だと、電流容量が2A以上の(高速整流用)ダイオードを選べばよいかと思います。
耐電圧の3V以上は、まず問題になることはないでしょう。

Q逆起電力防止のダイオードについて

仕事で基板の修理をしている者です。まだまだ回路図が解り始めて半年程度しか経っていないので初心者です。回路図でしばしば逆起電力防止のダイオードを見かけるのですが、その役割が理解できません。例えば+5V-GND間にリレーのコイルと逆起電力防止のダイオードが入っている場合、このダイオードはどんな時どのような役割を果たすのでしょうか?詳しい方どうぞご教示下さい。

Aベストアンサー

そうですね。確かに分かり難いところですが、次のように考えられたらいいかと思います。
トランジスタが導通している時は、コイルは電源の負荷なので電源側が電圧は高いですが、トランジスタが不導通になると、電源とは片線しか繋がっていないのでもはや負荷では有りません。そして、コイルとダイオードの関係でいうと、今度はコイルが電源でダイオードが負荷になります。コイルはそれまで蓄えていたエネルギー(LII/2)を放出するので、その間は電源となるのです。電源は電流が出てゆくところが+で、帰ってくるところは-です。ダイオードは負荷だから、電流の入ってくるほうが出るほうよりも電圧は高いです。つまり、トランジスタがOFF、ダイオードがONとなった瞬間に、コイルの電圧は+-が反転するのです。従ってコレクタの電圧がその分上昇するのです。
如何でしょうか? 納得できましたでしょうか?

Q電気モーターに負荷がかかったとき電流値が上がるのは何故

電気モーターに負荷がかかったとき電流値が自動的に上がって、ひどいときにはブレーカーが働いて電気が止まったりします。
何故負荷がかかると電流が大きくなるのか、優しく教えて下さい。

Aベストアンサー

#2です。

直流モータでイメージが湧くなら、交流でも同じです。

誘導電動機は、固定子によって作られる回転磁界によって
フレミングの右手の法則によって回転子に誘導起電力が発
生して、電流が流れます。
これは、回転磁界側を固定して、回転子が逆方向に回って
いると考えるとわかりやすいと思います。

すると、その電流によってフレミングの左手の法則によって
力が発生します。これは、図を書いて考えるとすぐにわかりま
すが回転磁界の方向と一致します。

こうして、誘導電動機は回転磁界と回転子の間に滑りをもつ
事によってトルクを発生させて回っています。

ここまでわかったら、誘導電動機の滑り-トルク曲線は書けますよね?

ですから、外から力が加わると回転数が落ち(滑りが大きくなり)
トルクが大きくなってバランスする回転数で回ります。

フィードバック制御が無い場合は、ここで終わりです。

しかし、多くの場合回転数制御をするために、フィードバックが
ありますので、回転数が落ちるとトルクを大きくして、元の回転数に
戻そうと制御します。

方法は、回転磁界を速くして滑りを大きくするか、回転磁界の磁束
密度を大きくするかのどちらかです。

多くは、3Dマップによって周波数と磁束密度を制御しますが、
簡単にインバーターで周波数を上げて、回転磁界を速くしてやれば
回転が上がります。磁束密度を上げる場合は電流を増やすわけです
が、どちらの場合も多くのエネルギーを与えるますので、電圧が一定
ならば電流が増えます。

同期電動機も同じようなものです。

#2です。

直流モータでイメージが湧くなら、交流でも同じです。

誘導電動機は、固定子によって作られる回転磁界によって
フレミングの右手の法則によって回転子に誘導起電力が発
生して、電流が流れます。
これは、回転磁界側を固定して、回転子が逆方向に回って
いると考えるとわかりやすいと思います。

すると、その電流によってフレミングの左手の法則によって
力が発生します。これは、図を書いて考えるとすぐにわかりま
すが回転磁界の方向と一致します。

こうして、誘導電動機は回転磁...続きを読む

QNをkgに換算するには?

ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?一応断面積は40mm^2です。
1N=9.8kgfなので、「40kg=N×0.98」でいいのでしょうか?
ただ、式の意味がイマイチ理解できないので解説付きでご回答頂けると幸いです。
どなたか、わかる方よろしくお願いします。

Aベストアンサー

こんにちは。

kgfはSI単位ではないですが、質量の数値をそのまま重さとして考えることができるのがメリットですね。


>>>
ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?

なんか、日本語が変ですね。
「ある試験片に40kgの重りをつけた時の引っ張りの力は何Nの力で引っ張るのと同じですか?」
ということですか?

・・・であるとして、回答します。

40kgのおもりなので、「おもりにかかる重力」は40kgfです。

重力は万有引力の一種ですから、おもりにも試験片にも、地球からの重力はかかります。
しかし、試験片の片方が固定されているため、見かけ、無重力で、試験片だけに40kgfの力だけがかかっているのと同じ状況になります。

試験片にかかる引っ張り力は、

40kgf = 40kg×重力加速度
 = 40kg×9.8m/s^2
 = だいたい400N

あるいは、
102グラム(0.102kg)の物体にかかる重力が1Nなので、
40kg ÷ 0.102kg/N = だいたい400N


>>>1N=9.8kgfなので、「40kg=N×0.98」でいいのでしょうか?

いえ。
1kgf = 9.8N
ですね。


>>>一応断面積は40mm^2です。

力だけでなく、引っ張り応力を求めたいのでしょうか。
そうであれば、400Nを断面積で割るだけです。
400N/40mm^2 = 10N/mm^2 = 10^7 N/m^2
1N/m^2 の応力、圧力を1Pa(パスカル)と言いますから、
10^7 Pa (1千万パスカル) ですね。

こんにちは。

kgfはSI単位ではないですが、質量の数値をそのまま重さとして考えることができるのがメリットですね。


>>>
ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?

なんか、日本語が変ですね。
「ある試験片に40kgの重りをつけた時の引っ張りの力は何Nの力で引っ張るのと同じですか?」
ということですか?

・・・であるとして、回答します。

40kgのおもりなので、「おもりにかかる重力」は40kg...続きを読む

Qコイルの突入電流が流れる理由について

コイル(誘導負荷)に突入電流が流れる理由を教えてもらえないでしょうか?

容量に突入電流が流れるのはわかります。
しかし、コイルに流れる理由がいろいろ調べてはみたのですが いまいちはっきりわかりません。

あと、誘導負荷には直流電源でも突入電流が流れると考えていいのでしょうか?

すいませんが教えてください

Aベストアンサー

8です、質問者さんに一言!

適切な回答がご希望ならばお礼や補足欄に貴方の気持ちを書いた方が良いですよ。
どういう事を想定しての質問なのか、回答者さんの内容で納得したのかしてないのか。
リアクションが無ければ何にも分りません。意思の疎通はとても大事です。

まさかこのまま無言で立ち去るなんて事は無いでしょうけど。

Qモーター負荷が増大すると電流値が増大するのは?

 
モーターの負荷と電流値の関係は?
http://oshiete.goo.ne.jp/qa/6607162.html

の質問を立てて回答をいただきました。
そこで、モーターの回転を妨げる方向の負荷が大きくなった場合、電流値は増大するは
仕事の量が増大するというのが、説明のひとつでした。

概念的(たとえば、P=I×V の考え方で、P が増大するためには、Iが増大するからだという説明だと思います。)にはそうだと思うのですが、ミクロ的な電気の基本で考えると腑に落ちません。

それでは、V=I×R の考え方ではどうなるでしょうか?

電圧 V は、変わらないので、電流 I が増大するのは、抵抗 R が減少するからでしょうか?
モーターは、鋼材をコイルで撒いて電磁石を作っています。
その磁力をつかって回転力を作っていると思いますが、コイルに流れる電流が増大するのが、V=I×R の式から腑に落ちません。

説明していただけると、嬉しいです。
よろしくお願いします。

電気は詳しくないので、誤った理解、不足の情報があれば補足・訂正いたします。
 

Aベストアンサー

オームの法則についてですが、交流回路でコイルやコンデンサーを含む回路の場合、単純に抵抗として考えたのでは成り立ちません。これは交流回路では電流が必ずしも電圧と同じタイミングでは流れないからです。例えば、ひとつのコイルがあるとして、この直流抵抗をテスターで測って、一定の電圧を掛けたときの電流の値を測ったとき、直流では計算どおりになりますが、交流では計算値より少ない電流しか流れません。そして交流の周波数が高くなるほど電流はへっていきます。コイルにはこのような性質があります。従って、コイルを含んだ回路では単純に抵抗としては計算しません。インダクタンスという値を使い、周波数に応じた抵抗値を持つ抵抗として計算します。ある周波数での実際の抵抗値で計算すればオームの法則は成り立ちますが、周波数やコイルの持つインダクタンスによって変化するのでV=I×Rという式は用いません。モーターの場合はこの周波数にあたる部分が回転によってコイルが切り替えられる回数にあたります。

オームの法則が成り立たないという表現はちょっと言葉が足りない感がないでもありませんが、交流回路や、コイルに対してのスイッチングが行われる回路では、単純に直流抵抗で考えても正しい結果は得られません。これをさして言われた言葉であると考えるべきでしょう。

また、コンデンサーを含んだ回路も直流の考えではまったく成り立ちません。コンデンサーは直流電流に対しては、コンデンサーの容量と電流によって決まる時間だけ電流が流れて、それ以降はまったく流れなくなります。従って、これも単純にオームの法則を当てはめることは出来ません。テスターである程度大きな容量のコンデンサーの抵抗値を測って見ると判りますが、つないだ瞬間はほぼ0Ω近くの値を示しますが、時間とともに値が大きくなってしまいますので測ることすら出来ません。コンデンサーはコイルとは逆に周波数が高くなるほど抵抗値が小さくなる性質があります。

電気回路図などを見ると、コイルの値を示す単位としてΩが用いられることはなく mHやμH(ミリヘンリー・マイクロヘンリー)等という単位が用いられていますし、コンデンサーは μFやnF(マイクロファラッド・ナノファラッド)等という単位が用いられています。これは電圧と電流の関係に時間という要素が加わり、単純な抵抗のように表すことが出来ないからです。

また、交流回路では位相という問題もかかわってきますが、これは、コイルやコンデンサーなどの素子についてしっかり理解したうえで無いと説明自体に無理がありますので割愛します。

交流回路やコイルやコンデンサーに対してスイッチングを行う回路は直流回路と同じ考え方は出来ないということです。しかし、コイルに発生する逆起電力や電流の遅れ、コンデンサーに発生する電流の進みや、静電容量を加味した数値で計算すればオームの法則と矛盾することはありません。モーターの場合、直流モーターであってもコイルに対するスイッチングが行われるうえに、磁界の中をコイルが動いているという複雑な要素があるため、それらを加味して計算しない限り正しい計算は出来ませんし、交流モーターではコイルに与えられる電流が交流ですので、この時点で直流回路の計算は成り立たない上に、磁気回路の渦電流などの影響も考慮しないと正しい計算結果は得られません。

従って、質問者が行ったV=I×Rとう式ではそれらの要素がまったく考慮されていないので、単純な抵抗のみ回路でしか成り立ちません。

オームの法則についてですが、交流回路でコイルやコンデンサーを含む回路の場合、単純に抵抗として考えたのでは成り立ちません。これは交流回路では電流が必ずしも電圧と同じタイミングでは流れないからです。例えば、ひとつのコイルがあるとして、この直流抵抗をテスターで測って、一定の電圧を掛けたときの電流の値を測ったとき、直流では計算どおりになりますが、交流では計算値より少ない電流しか流れません。そして交流の周波数が高くなるほど電流はへっていきます。コイルにはこのような性質があります。従...続きを読む

Qモーターのトルクと回転数

なぜモーターのトルクと回転数は反比例の関係になるのですか?

Aベストアンサー

質問中には書かれていませんが、モーターの出力が一定のもとで
ということが必須の条件です。

モータ理論の基礎中の基礎で 出力(W)=角速度×トルク
すなわち
P=ωτ  但しP:出力 ω:角速度(2π×回転数/60) τ:トルク

出力が一定であればモータ速度とトルクは相反関係にあります。
尚通常のモータにおいては、出力が一定ということはまずありませんので
負荷トルクの変動に比例して出力(=一般てきには入力電流)が変動
します。

Q誘導電動機の逆起電力について

誘導電動機に流れる電流は回転数が上がれば小さくなりますが、なぜでしょうか?回転数が上がれば逆起電力が働いて見かけ上のかかる電圧が小さくなるとの説明は理解できるのですが、滑りが小さくなれば二次側に流れる電流は小さくなるから、逆起電力も小さなってしまうのではないのですか?
なんか矛盾しているみたいに感じます。
宜しく御指導下さい

Aベストアンサー

誘導機では逆起電力という考え方をしませんね。
なぜかと言うと,
・界磁が独立しておらず,機内磁束が先に決まらない。
・磁界の回転速度(同期速度)は固定子の周波数で決まり,
 回転子の機械的な回転速度とは無関係。
からでしょう。ここは,
直流機や同期機「独立した界磁があって機内磁束が決まり,
機械的な回転速度と磁束の積で誘導起電力が決まる」
と違うところです。

誘導機では,固定子に掛けた電圧につりあうだけ,磁束ができる。
この磁束を作るための磁化電流は,
等価回路でタテに入れた励磁サセプタンスb0を流れる,と考えます。
二次側の電流は負荷電流なので,
二次電流が小さくなっても磁束は変化せず,誘導起電力も変化しません。

誘導機の等価回路は,変圧器と似た簡単な等価回路です。
定常状態の誘導機の現象は,等価回路でよく説明できます。
まずは「誘導機の等価回路を使う立場」で勉強されるのがよいかと思います。

なお,回転する誘導機は,静止した変圧器と全く同じではないので,
誘導機の等価回路のカラクリ(なぜ二次抵抗がr2/sと見え,その増加分が機械出力なのか)
を悩み出すと,けっこう面倒です。

誘導機では逆起電力という考え方をしませんね。
なぜかと言うと,
・界磁が独立しておらず,機内磁束が先に決まらない。
・磁界の回転速度(同期速度)は固定子の周波数で決まり,
 回転子の機械的な回転速度とは無関係。
からでしょう。ここは,
直流機や同期機「独立した界磁があって機内磁束が決まり,
機械的な回転速度と磁束の積で誘導起電力が決まる」
と違うところです。

誘導機では,固定子に掛けた電圧につりあうだけ,磁束ができる。
この磁束を作るための磁化電流は,
等価回路でタテに入れた励磁サセ...続きを読む


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