痔になりやすい生活習慣とは?

はじめまして。
発電機とモーターについて教えて下さい。基本的な構造が同じである事は知っているのですが、なにか決定的な違いはあるのでしょうか?

先日、友人に「発電機とモーターは別モノだよ。モーターを発電機として使うのはものすごく効率が悪いんだよ」という内容をボロカスに言われたので、その道に詳しい方がいらっしゃれば、教えていただきたいと思います。

仮に、1kwの電力で毎分50回転するモーターがあるとしたら、そのモーターを外部の力で50回転/分の速度で回したときに、1kwの電力が得られるのでしょうか?(何の知識もないので数字はいいかげんなモノです。)

よろしくお願い致します。

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A 回答 (3件)

まぁ、感情論とかはともかくとして、


発電機とモーターは(電動機)は、同一の物です。これは断しておきます。
確かに、モーター用として設計された物を発電機に使ったり。
発電機に設計した物をモーターに使用すれば効率が悪く
実用には出来ない場合があります。しかし、実用と理論とは別なので効率が多少悪くても使用は出来ます。
確かに、身近には電動機なら電動機と専用に設計された物が多く、友人のおっしゃるような感覚で物を言われておられると推測されます。

しかし、大工場や揚水発電機等の大型機械や、小型でも頻繁に電動機、発電機を切り替える・・・。
クレーンの巻上げ用電動機や、電車の電動機などはどちらにも使用できるようになっております。

たとえて言うなら、自動車は前進するように設計し、製作されているため、後退運転では非常に効率が悪い・・・。
こう言ったことを言いたいのだと思います。

後半部分の
>仮に、1kwの電力で毎分50回転するモーターがあるとしたら、そのモーターを外部の力で50回転/分の速度で回したときに、1kwの電力が得られるのでしょうか?(何の知識もないので数字はいいかげんなモノです。)

確かに、その通りです。但し機械である以上損失という物が存在し、
電動機では、 電気的入力-損失=機械的出力
発電機では、 機械的入力ー損失=電気的出力となるため
厳密に言えば質問者の言われる50回転にはならないこととなりますが、
損失を考えないと条件を付ければ質問者の意図通りとなります。
ご参考までに。
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この回答へのお礼

早速の回答ありがとうございます。
よく分かりました。実際にモーターと発電機を両用する例も多くあるんですね。

ひとつ上の段の回答者の方に「永久機関になる」との御指摘を受けた「仮に1kwで50回転~」のところは、もちろん電気抵抗や摩擦等の要素を無視した条件での事です。
もしかしたら、何か決定的な構造の違いがあって、電気→動力の場合と、動力→電気の場合では効率が違うのかな?と思って書いた事です。

友人のツッコミに納得行かなかったのですが、みなさんに教えて頂いて、よく分かりました。気が晴れた感じです。どうもありがとうございました。

お礼日時:2002/05/23 23:19

トヨタのプリウスって車は、半分電気で動いていますよね。

で、ブレーキを踏むと
発電してくれます。モーター=発電機になっています。

電気を作るためには磁界の中を導線(金属線)が通過することで電気が発生します。
大きい電力を作るためには、より早く、より強い磁界と、より多くの導線がないと発電できません。
発電機は「変速機」なるもので回転速度を早くしていますが、モーターにはありません。
発電機と同じ回転速度をモーターで行おうとすると変速機が無いため、エネルギーを消費してしまいます。従って「効率が悪い」ということになります。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
コイルの中で磁石を動かせば電気が生まれる。コイルに電気を流せば磁石が動く。。。。
という事は分かっていたのですが、発電機には特別な工夫があるのだろうか?と思って質問してみました。
おっしゃるように、変速機の有無が決定的な違いですね。よくわかりました。ありがとうございました。

お礼日時:2002/05/23 23:31

モーターに直流モーターと交流モーターがあるから、そのへんの問題があるかな?



>仮に、1kwの電力で毎分50回転するモーターがあるとしたら、そのモーターを外部の力で50回転/分の速度で回したときに、1kwの電力が得られるのでしょうか?

これができれば、永久運動。
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この回答へのお礼

アドバイスありがとうございます。
書き方に不足があったかもしれません。この「仮に~」のところは、電気抵抗や摩擦を無視した条件での例えです。
真空+無重力&超伝導を使えば、モーターを二つつないで永遠に回すことができるでしょうね。

お礼日時:2002/05/23 23:24

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QACモータを水車の発電機として使うことは可能でしょうか?

DCモータに回転を伝達して,発電機として使用する
ことを検討していたのですが,ブラシの問題や価格の
問題からACモータを使った方がいいかもしれないと思ったのですが,ACモータは逆に発電機として使う事は可能なのでしょうか?可能ならば詳しいホームページなど教えていただけないでしょうか?よろしくお願いします.

Aベストアンサー

補足です。
私は小型モーターの世界しかおつきあいが無く、発電器には無縁なので、用語は回答2の方の方が正しいと思います。
で、回答1をわかりやすく修正します。

家庭用の誘導モーターで、発電器に使用できる物はありません。
たとえば扇風機や冷蔵庫のモーターなどは、原理的に発電できません。

電気子と界磁にコイルを使ったモーターならば、発電に使用できます。
ただし、電機子に電流を流すのにブラシが不可欠ですから、ブラシレスはムリです。
家庭用のACモーターで発電に使用できてブラシレスというのはも見た事がありません。

一番簡単なブラシレスは、電機子にコイルを使用しない物です。
ただ、その構造の誘導モーターでは発電は不可能です。
電気子が永久磁石になっている物なら発電できますが、そういう構造の家庭用モーターは見たことがありません。

他の方の回答にもありましたが、すなおに発電器を使用するのが得策かと思います。
小さい物では自転車用の、もっと大きな物では自動車用の発電器が手軽だと思います。

Qモータの発電効率測定方法について

直流モータの発電効率を調べるにはどのような測定方法があるのでしょうか?
出来るだけ詳しく教えていただけますでしょうか?
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

模型用の小型モータは通常、内部に永久磁石を使用していますので、
回転軸を強制的に回転させますと、発電機として働き、機械的エネ
ルギー(回転エネルギー)を電気エネルギに変換できます。
ここでは発電機として取扱います。

1)発電機の効率の計算について
発電機の効率η[%]は次の計算式で求めることができます。

発電機の効率η[%]=出力Pout[W]/入力Pin[W]×100[%]

入力:Pin[W]----発電機の入力(エンジンの出力=軸動力)
出力:Pout[W]---発電機の出力(=抵抗器の消費電力)
効率:η[%]-----発電機の効率
とします。

2)発電機の効率の取得方法
次のように実験しますと発電機の効率を取得できると思います。

(1)測定用機材の配置図
次のような機材の配置になります。

(Eng)--(N_T)--(G)--(E_I)--(VR)

記号は次の機器を示します。
(Eng)---エンジン
(N_T)---回転速度計(N)とトルク計(T)
(G)-----発電機
(E_I)---直流電圧計(E)と直流電流計(I)、直流電力計(W)でも良い。
(VR)----可変抵抗器

(2)エンジン回転速度の測定
エンジン回転速度は軸に反射テープを貼り、この反射する光を回転速度計
により回転速度を計測してます。
または、軸に歯車状の円盤を取付け、回転する歯の数をセンサでカウント
し、回転速度を表示する方式の回転速度計もあります。

(3)トルクの測定
エンジンの出力トルクを測定するには、[トルク計]と言う測定装置を使用
して測定します。
[トルク計]はエンジンの出力軸と発電機の軸の間に設置して測定します。

[トルク計]の例として、次のURLを参照してください。
http://www.onosokki.co.jp/HP-WK/products/estimate/torque/torque_a_2_4.htm

この測定器は、回転速度とトルクが同時に測定できるタイプになっています。

URLの図の供試モータがエンジン(Eng)になり、ヒステリシスブレーキが
発電機(G)になると考えて良いと思います。

(4)エンジン(Eng)の出力(Pg)を次の計算式で求めます。

Pg[W]=ω×T=2π×N[r/s]×T[N・m](=軸動力=仕事率)
Pg[W]=Pin[W]となります。

出力:Pg[W]----------エンジンの出力=発電機の入力
回転速度:N[r/s]-----エンジンの回転速度
トルク:T[N・m]------エンジンの出力トルク
とします。

(注)SI単位で計算。SI単位で考えた方が計算式(P=ωT)が判りやすい
と思います。

(5)発電機の出力の計算
可変抵抗器(VR)を調整して、抵抗器に加わる電圧(E)と流れる電流(I)を
測定し、次の計算式より抵抗器の消費電力P[W]を求めます。

P[W]=E[V]×I[A]
Pout[W]=P[W](=発電機の出力)

(6)実験方法について
・通常、負荷(VR)を大きく(抵抗値を小さく)しますと、エンジン(Eng)
の回転速度(N)が低下します。
・この時、エンジン(Eng)の出力(=発電機の入力:Pin)を少し大きくして、
回転速度を設定したある回転速度(N)に戻します。
・エンジンの出力(Pin) と発電機の出力(=消費電力)を取得します。
・エンジンの回転速度は複数の回転速度とし、複数のデータを取得します。
--例:基準の回転速度の20[%]、40[%]、60[%]、80[%]、100[%]、120[%]

・各回転速度にして、負荷(VR)を可変し、その都度、データ(回転速度、
トルク、消費電力)を取得し、発電機の効率の計算します。
・これにより最大の効率を得る回転速度は何回転と言うデータが取得
できます。

(注)投稿時の示されたURLでは発電機の効率を一定75[%]として仮定して
いられるようです。
上で説明した測定用機材が用意可能であれば是非実験してみてください。

また、ギヤを追加しますと、ギヤの効率の分、発電量が低下しますので
ギヤを追加し同じ条件で測定、効率を計算しますと、効率の低下して分
がギヤの効率と言うことになります。

模型用の小型モータは通常、内部に永久磁石を使用していますので、
回転軸を強制的に回転させますと、発電機として働き、機械的エネ
ルギー(回転エネルギー)を電気エネルギに変換できます。
ここでは発電機として取扱います。

1)発電機の効率の計算について
発電機の効率η[%]は次の計算式で求めることができます。

発電機の効率η[%]=出力Pout[W]/入力Pin[W]×100[%]

入力:Pin[W]----発電機の入力(エンジンの出力=軸動力)
出力:Pout[W]---発電機の出力(=抵抗器の消費電力)
効率:η[%]-----発電機...続きを読む

Q発電機の電力と回転数、 起電力と電圧と電流、 について

1 発電機の回転数と電力の関係を知りたいと思います。
 調べて考えたところ、回転数に比例して電圧が上がり、結果電流も上がって、一回転の電力は回転速度の二乗に比例する、、ようですが、だとしたら時間当たり出力は3乗に比例する、ということでいいのでしょうか。

2 じつは、今だに起電力と電力と電圧と電流の統合的関係がわかっていません。
 (d磁束/時間)×巻き線=(比例)=電圧と思いますが、(d磁束/時間)が本来の概念として相当するのは電流なのか電圧なのか。
 起電力とは電圧だとしたら、負荷を並列に数を増やすと抵抗が減って、それに応じていくらでも電流を流せるはずという原理になってしまいそうです。
 発電機は他の仕事を電力に変換するはずなのに、電圧か電流の一方の式しか見付けられませんでした。
 仕事=抵抗×ストローク、に相当するものはどうなっているのでしょう。実際の事情でなく原理として知りたいです。

2 の方は暇なときでいいです。1の方は困るというより、わからないと危ういというか。

Aベストアンサー

1.
電力とは単位時間当たりに生み出すエネルギーのことを意味します。
(仕事率と同じ次元になります。単位も仕事率の単位W(ワット)を使用します)
時間当たりの量ですので、1回転当たりのエネルギー量と同じではありません。
回転数を上げると、1回転に要する時間は反比例して小さくなります。
つまり回転数を2倍にすると電力は4倍になりますが、1回転当たりに生み出すエネルギーはその半分、つまり2倍になります。

2.
起電力とは誘導される電圧をさします。
では負荷のインピーダンスを小さくすることでより大きな仕事を取り出せるかというとそれは違います。
負荷のインピーダンスを小さくし電流量を大きくすると、発電機内の磁界が大きくなり発電機をまわすのに必要なトルクが増大します。
同じ仕事率で発電機を回すと、(仕事率)=(トルク)×(回転数)ですので回転数が落ちてしまいます。その結果、起電力が落ちてしまいます。
出力電圧を一定にするためには与える仕事率をより大きくする必要があります。

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発電機の高効率化・・・

風力発電や海流発電などの効率を上げるためには発電機の高効率化をすればいいと思います。
そこで発電機を高効率化するにはどうすればいいのでしょうか?
ギアなどを取り付け回転速度を上げたりするのでしょうか?しかし、その場合負荷がかかりすぎたりしないのでしょうか?

Aベストアンサー

大規模発電所での効率は99%を超えていますので、これ以上の高効率を目指しても効果は少ないでしょう。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%BF%E3%83%BC%E3%83%93%E3%83%B3%E7%99%BA%E9%9B%BB%E6%A9%9F#.E5.8A.B9.E7.8E.87.E5.8F.8A.E3.81.B3.E8.B6.85.E4.BC.9D.E5.B0.8E.E7.99.BA.E9.9B.BB.E6.A9.9F

風力発電では効率60%程度と言われています。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%A2%A8%E5%8A%9B%E7%99%BA%E9%9B%BB
ギアで回転速度を上げることはすでに行われていますが、ギアでもロスが発生します。
発電量はローターの半径の2乗、風速の3乗に比例するので大きなローターを高速で回すほど良いのですが、程度が過ぎると遠心力でバラバラになってしまいます。

Q発電機の電流とモーターとの違いについて

1.発電機の直流、交流、また2.発電機とモーターの理解について「極論として」下記に間違いがある際にはご指摘とご回答頂けますと幸いです。よろしくお願いします。

1.発電機は交流が全て(例外的に直流もあるかもしれませんが)。
理由:直流だと電流の方向が変わってしまうから発電できない。
2.(1)発電機と(2)モーターの違いはフレミングの(1)右手、(2)左手の法則に従って(1)電流をとるためか、(2)力をとるかの違い。(1)磁力と力を使って電流を流す。(2)電流と磁力で力をとる。

Aベストアンサー

電動機も発電機も作りは同じです。
発生トルクの向きが回転の向きと同じ(電動機)か、逆(発電機)かの違いとと言っても良いかと思います。

で、
1.
整流子を持った直流発電機もあります。整流子を使った電動機/発電機も電機子電流は交流、という見方もできますので、(大半の)電動機/発電機は交流で動作する、というも大きな間違いではないかも。
(単極発電機や単極電動機のように、完全に直流で動作する発電機や電動機もあるので、「交流が全て」とはいえません。)

2. 先に書いたように、トルクの向きの違いです。(それに応じて、エネルギー変換の向きが電気から力学(電動機)か、力学から電気(発電機)かの違いもでますが)

Q3相電動機の消費電力の求め方

3相電動機の消費電力の求め方について質問です。

定格電圧 200V
定格電流  15A
出力   3.7KW

上記の電動機ですが実際の電流計指示値は10Aです。
この場合の消費電力の求め方は
√3*200*15=5.1KW
3.7/5.1*=0.72
√3*200*10*0.72=2.4KW
消費電力 2.4KW

このような計算で大丈夫でしょうか?
宜しくお願いします。

Aベストアンサー

出力は軸動力を表しているので、消費電力はそれを効率で割る必要があるかと思います。
概算で出してみると、定格での効率が85%程度と仮定すると、定格時の消費電力は3.7/0.85=4.4kW程度になります。
この時の一次皮相電力は、5.1kVAで、無効電力Qnは√(5.1^2-4.4^2)=2.6kVar程度になります。

この無効電力は励磁電流が支配的でしょうから、負荷によらず変わらないとすると、軽負荷時に線電流が10Aになったときの皮相電力は√3*200*10 で3.5kVAで、このときの有効電力は√(3.5^2-2.6^2)=2.3 kW という具合になりそうに思います。

Q単相モーターと三相モーターの違い。その利点と欠点。を教えてください。

位相の数が違う。といってもその「位相」って言葉から複雑怪奇。バカにでも理解できるようにわかりやすい言葉で教えてください。
単相と三相の利点と欠点。使い分け方。マメ知識なんぞ教えてください。
恥ずかしくて誰にも聞けないんです。

Aベストアンサー

一番大きな違いは、簡単な構造で、起動できるか(自分で回転を始められるか)どうかだと思います。一番簡単な構造である 誘導電動機で三相の場合はスイッチを入れるだけで回転を始めますが、単層の場合は、唸っているだけで回転を始められません。単相電動機でも何らかの方法で回転させれば、(例えば手で回しても良い、回転方向は、回してやった方向で決まる。)回転を続けます。この方法には、コンデンサー起動、反発起動等がありますが 1/2HPぐらいまでの小さなものに限られます。町工場など住宅地では、三相交流の供給が受けられませんので苦労したこともありました。


hp

Q直流分巻発電機についての電検三種レベルの問題が解けないので教えてください。

直流分巻発電機についての電検三種レベルの問題ですが…今年も落ちたので一人勉強に限界を感じているため、教えていただきたいです。

問題は以下の通りです。

定格出力100[kW]、定格電力220[V]の直流分巻発電機がある。この発電機の電機子巻線の抵抗は0.05[Ω]、界磁巻線の抵抗は57.5[Ω]、機械損の合計は1.8[kW]である。この発電機を定格電圧、定格出力で運転しているとき、以下の問いに答えよ。ただし、ブラシによる電圧降下、補助巻線の抵抗、界磁鉄心と電機子鉄心の鉄損及び電機子反作用による電圧降下は無視できるものとする。
(1)この発電機の誘導起電力[V]はいくらか?
(2)この発電機の効率[%]はいくらか?


解説や途中の計算式、回答も教えていただけると非常に助かります。

Aベストアンサー

(1)誘導起電力を求める公式はご存知だと思いますので、そこははしょります。
ただ、電気子電流が求まらないと進みませんので、まず電気子電流を先に計算します。
「直流分巻発電機」なので、電気子電流は一部が界磁電流に使われ、出力される電流(発電における電流)はその残りです。
・電気子電流=界磁電流+出力された電流(Ia=If+I)
出力される電流は、問題文によると定格運転時のものを出せばいいので、定格出力を定格電圧で割れば定格電流(=出力される電流)が求まると思います。
それに界磁電流を足せばいいのですが、界磁巻線には定格電圧がかかっているので、オームの法則を使えば界磁電流が求まります。
上記の定格電流と界磁電流の和が電気子電流になります。
それを誘導起電力の公式に当てはめればいいだけです。

(2)効率については、効率=出力/(出力+損失)×100〔%〕
損失は銅損と固定損に分けられます。さらに固定損の内訳は、機械損・各種鉄損になります。
問題文によると鉄損は無視せよとのことなので、機械損と銅損を計算に入れればいいのですが、機械損は1.8kwとなっているので、銅損を求めます。
銅損=界磁巻線と電気子に発生した電熱なので、P=I~2*Rで計算して出します。
損失=機械損+界磁巻線の銅損+電気子の銅損
これを効率の公式に当てはめればよいかと思います。

(1)誘導起電力を求める公式はご存知だと思いますので、そこははしょります。
ただ、電気子電流が求まらないと進みませんので、まず電気子電流を先に計算します。
「直流分巻発電機」なので、電気子電流は一部が界磁電流に使われ、出力される電流(発電における電流)はその残りです。
・電気子電流=界磁電流+出力された電流(Ia=If+I)
出力される電流は、問題文によると定格運転時のものを出せばいいので、定格出力を定格電圧で割れば定格電流(=出力される電流)が求まると思います。
それに界磁電流を...続きを読む

Q電源 200V単相と3相の違い

電源 200V単相と3相の違いについて教えてください。
どう違うのでしょうか?
電気のことはぜんぜん分からないので詳しくお願いします。

あと、200V30A(単相)と書いてるサーバを、200V30A(3相)から電源をとるとどうなりますか?(家庭用電源ではなく、会社の電源です)

200V30A(単相)と書いてるサーバを、200V50A(3相)から電源をとるとどうなりますか?

Aベストアンサー

> 電源200V単相と3相の違い…

すでに三人の方から回答があるとおりですが、まだ出ていないことを補足します。
(なお、既出の一部に明らかな誤解もあるようですが、それを指摘することは、規約違反となり、削除対象とされるので控えます。)
電気の理論には、「対地電圧」という考え方があります。大地に対する電圧です。単相200Vの対地電圧は、100Vしかありません。それに対し、三相200Vの対地電圧は、173Vまたは200Vあります。この違いは、万が一感電した場合の人体に及ぼす危険性に影響します。このため、住宅の屋内では原則として、三相200Vを使用することができません。ご質問は、会社ということですから、この点はクリヤされますが、そのサーバーが、対地電圧150V以上に耐える設計がなされているかどうかを、確認する必要があります。

> あと、200V30A(単相)と書いてるサーバを、200V30A(3相)から電源をとると…

前項の問題がクリヤしたとして、次に、質問者さんの会社が、低圧受電か高圧受電かによって、この答えは変わってきます。
電力会社から200Vの低圧で受電し、単相と三相の二つのメーターが付いている場合、原則として単相負荷は単相契約で使用します。何らかの事情で単相負荷を三相契約で使用したい場合は、事前に電力会社と協議し、それなりに基本料金を支払うことが必要です。
6,000Vあるいはそれ以上の高圧で受電し、自社内で200Vに落として使っている場合のうち、電力会社との契約が「負荷契約」であったら、前述の低圧の場合と同じです。
高圧受電で、電力会社との契約が「変圧器契約」であれば、単相負荷を三相配線で使用しても、道義的には問題ありません、ただし、三相変圧器に単相負荷をかけると不平衡が生じ、電圧降下や変圧器の温度上昇を招く場合もあります。事前に十分な技術的検討が必要です。

> 200V30A(単相)と書いてるサーバを、200V50A(3相)から電源をとると…

200Vで30Aということは、6kVAの容量といいます。200V50A(三相)は、17.3kVAですが、そこに6kVAの余裕があるかどうかを検討しなければなりません。単相の電源盤からとるとしても、同じです。余裕がなければ、電線を太くして、ブレーカも大きなものに取り替えることなどが必要になります。
どのような業種の会社か存じませんが、「エアコンのスイッチを入れたら、サーバーまで落ちてしまった」ではしゃれにもなりません。
経験的に、単相にしろ三相にしろ、6kVAもの余裕がある電源盤は、比較的少ないように思います。事前に電気工事業者と十分な打ち合わせをされることをお薦めします。

> 電源200V単相と3相の違い…

すでに三人の方から回答があるとおりですが、まだ出ていないことを補足します。
(なお、既出の一部に明らかな誤解もあるようですが、それを指摘することは、規約違反となり、削除対象とされるので控えます。)
電気の理論には、「対地電圧」という考え方があります。大地に対する電圧です。単相200Vの対地電圧は、100Vしかありません。それに対し、三相200Vの対地電圧は、173Vまたは200Vあります。この違いは、万が一感電した場合の人体に及ぼす危険性に影響します。このため、住...続きを読む


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