ジュールと言う単位は、消費電力[W]
のことであるというのは、わかっているのですが、
ジュール損失を算出せよと言われると、
どうやって算出していいのかわかりません。

知っている方は、是非とも教えて下さい!!
非常に今困っています!

このQ&Aに関連する最新のQ&A

A 回答 (3件)

ジュールはエネルギーの単位で[J]と表記し、正しくは消費電力×時間で[J]=[W・sec]となります。



さて、ジュール損失というのは、たとえば、モータなどを電機で駆動した時に、その電流によってモータの内外で発生する熱のことです。熱に変わってしまった分のエネルギーはモータを駆動するのには使用されず、損失となってしまうのです。

質問からは、どのような場合のジュール損失を求めるのか分からないのですが、仮に上の話の場合、
損失[J]={(モータの電源の電力)[W]-(モータの出力)[W]}×時間[sec]
となります。

この回答への補足

トランス(インダクタ)の場合の損失の求め方は、
ご存知でしょうか?
もしご存知なら教えて下さい。

補足日時:2001/02/09 19:01
    • good
    • 0
この回答へのお礼

詳しくご説明頂き大変ありがとうございました。
ジュール損失とは、熱損失の事なのですね。
また何かありましたら、よろしくお願いします!

お礼日時:2001/02/09 19:14

ん~?


ジュール [J] はエネルギーの単位です.
基本単位で書くなら,[kg m^2/s^2]
消費電力の単位はワット [W] で,1秒当たりのエネルギー,
すなわち W = J/s です.
あと,単位のワットと消費電力を表す記号のWとを混同しているなんてことはないですか?

ジュール損失とはジュール熱による損失のことですか?
電流と抵抗とジュール熱の関係は,テキストに載っているはずですが?

この回答への補足

トランスのジュール損失を求めたいと思っています。
消費電力はすでに求まっています。
それと、ジュール損失とは、
ジュール熱による損失以外に、他に何か別の解釈が、
できるのでしょうか?もしそうならば、
電磁気学初心者の私に是非教えて下さい!
お願いします!

補足日時:2001/02/09 19:03
    • good
    • 0
この回答へのお礼

基本単位で解説頂き、大変ありがとうございました。
ジュール損失は熱の損失であるとして、計算したいと思います。

お礼日時:2001/02/09 19:15

何か、コイルとか、変圧器の話でしょうか?


「ジュール損失」は、目的の、電気とか仕事に変換されず、熱として失われるエネルギーですね。

ついでに、ジュール[J]は、熱量の単位で、電力量[Wh]=電力[W]×時間[h]と同じ次元の単位です。

この回答への補足

トランスにおけるジュール損失を
求めたいと思っています。
消費電力と、消費電力密度は、有限要素解析ソフトで、
すでに求まっています。

補足日時:2001/02/09 18:39
    • good
    • 0
この回答へのお礼

質問にお応え頂き本当にありがとうございました。
また何かありましたら、よろしくお願いします。

お礼日時:2001/02/09 19:08

このQ&Aに関連する人気のQ&A

お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!

このQ&Aを見た人はこんなQ&Aも見ています

このQ&Aを見た人が検索しているワード

このQ&Aと関連する良く見られている質問

Q鉄損と銅損の違い

私はいまモータについて勉強しています。
そこで、思ったのですが鉄損と銅損の違いは何なのでしょうか?

鉄損はコイルの導線の抵抗によって失われる電気エネルギー
銅損は巻線の導線にある電気抵抗によって失われる電気エネルギー

とのことですが、どちらのほうがシステム的に厄介、優先的に抑えるべきなか、
鉄損や銅損が大きいとどういった問題が起きるのか

どなたか詳しい方お願いします。

Aベストアンサー

>鉄損はコイルの導線の抵抗によって失われる電気エネルギー

これは間違いです。鉄損は磁気回路の磁場の変化に伴って発生する損失でヒステリシス損と渦電流損があります。

>どちらのほうがシステム的に厄介、優先的に抑えるべきなか、

設計上はどちらを優先するというより、目的とする主な動作状態において銅損と鉄損の合計が最も小さくなるように最適設計します。この条件が他の第3の条件との兼ね合いで満たされない場合にはその第3の条件とのトレードオフにより最適化します。

>鉄損や銅損が大きいとどういった問題が起きるのか

発熱、効率低下(消費電力増加)などの問題が生じます。

Qデバイ温度と物質の硬さの関係

デバイ温度が高い物質は、硬い。低い物質はやわらかい。
と、講義で教わりましたが、どう証明されるか知りたいです。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

詳しいことはキッテルの「固体物理学入門」を読んでいただくとして以下要点だけ。
デバイの比熱理論は格子振動の振動数が全部同じ(Einstein Model)ではなく振動数に分布があるとして理論が作られています。そしてその振動数分布の中で特定振動数(デバイ振動数:νd)以下のものだけが比熱に寄与すると仮定しています。デバイ温度をθd[K]とすると
 θd=(h/k)νd・・・温度の次元・チェックしてください
ここでデバイ温度と物質の硬い・柔らかいを思いっきり直感的に解釈すると
硬い:なかなか格子振動が起こりにくい、つまりνdが大きい
柔らかい:その逆
ということで解釈できると思います。ちなみにダイヤモンドのθdは1860K、一方比較的低温で溶解する鉛のθdは96Kです(柔らかくなるというのは温度上昇とともに格子振動が励起されやすいということで、柔らかい物質は比較的低い温度で格子振動が励起されやすいということすね)。

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鉄損の計算

どなたか教えて下さい。お願いします。
ヒステリシス損と渦電流損の計算式(スタインメッツの実験式)を見つけたのですが、ヒステリシス係数khと渦電流損係数keが見つからない為、損失が計算できません。この係数は材料によって値が違うとあるのですが、空芯コイル(銅)の場合はどうなるのでしょうか。
間に磁性体がなく、空気や銅の比透磁率がほぼ0に近いので、損失はほとんどないと考えているのですが(磁界は10A/mとする)。

・ヒステリシス損: Ph=kh・f・Bm^1.6   
・渦電流損: Pe=ke(d・f・Bm)^2
Bm:最大磁束密度(T)
kh:ヒステリシス係数(材料による係数)
ke:渦電流係数(材料による係数)
f:周波数(Hz)=30MHz
d:磁性体の厚さ →コイルの表皮厚さ(仮定)=約12um (ちなみに線径は2mm)

Aベストアンサー

空芯の場合は、ヒステレシスは発生しないので0で、渦電流も起きないので、渦電流損は0です。
その代わり、30MHzでは銅損が大きくなります。

Q金属、半導体の抵抗の温度変化について

金属は温度が高くなると抵抗が大きくなり、半導体は温度が高くなると抵抗が小さくなるということで、理論的にどうしてそうなるのでしょうか。
金属については、温度が上がると粒子が熱振動し自由電子が流れにくくなるというようなことを聞いたことがありますがあっていますか?
半導体についてはまったく理由がわからないので詳しく教えて頂くとありがたいです。
あと自分で調べていたところ「バンド理論」というのを目にしました。
関係があるようでしたらこれも教えて頂くとありがたいです。

Aベストアンサー

こんにちは。

>>>金属については、温度が上がると粒子が熱振動し自由電子が流れにくくなるというようなことを聞いたことがありますがあっていますか?

だいたい合っています。
金属については、温度が上がると正イオン(自由電子が引っこ抜かれた残りの原子)の振動が激しくなるので、自由電子が正イオンに散乱されます(進路を乱されます)。
それをマクロで見たとき、電気抵抗の上昇という形で現れます。

>>>半導体についてはまったく理由がわからないので詳しく教えて頂くとありがたいです。

半導体の中において金属の自由電子に相当するものは、電子とホールです。この2つは電流を担う粒子ですので、「キャリア」(運ぶ人)と言います。
ホールは、半導体物理学においてプラスの電子のように扱われますが、その実体は、電子が欠けた場所のことを表す「穴」のことであって、おとぎ話の登場人物です。
電子の濃度とホールの濃度に違いがあったとしても、一定の温度においては、両者の濃度の積は一定です。
これは、水溶液において、H+ と OH- の濃度の積が一定(10^(-14)mol^2/L^2)であるのと実は同じことなのです。

中性の水溶液の温度が高くなると、H2O が H+ と OH- とに解離しやすくなり、H2O に戻る反応が劣勢になります。
それと同様に、真性半導体においても、温度が上がると電子とホールが発生しやすくなるのに比べて、両者が出合って対消滅する反応が劣勢になるため、両者の濃度の積は増えます。
キャリアが増えるので、電流は流れやすくなります。

こんにちは。

>>>金属については、温度が上がると粒子が熱振動し自由電子が流れにくくなるというようなことを聞いたことがありますがあっていますか?

だいたい合っています。
金属については、温度が上がると正イオン(自由電子が引っこ抜かれた残りの原子)の振動が激しくなるので、自由電子が正イオンに散乱されます(進路を乱されます)。
それをマクロで見たとき、電気抵抗の上昇という形で現れます。

>>>半導体についてはまったく理由がわからないので詳しく教えて頂くとありがたいです。

半導体...続きを読む

Q通電による銅材の温度上昇について(2)

以前、銅材にある時間、電流を流した際の銅材の温度上昇を求める式を教えていただきました。
今回、空気中での放熱も考慮したいのですが放熱はどのような計算式で求めたらよいのでしょうか。

各条件と温度上昇量の計算式は下記の通りです。

(1)条件
・銅材寸法:板厚0.2mm、幅3mm、長さ12mm
・銅材の体積抵抗率:1.7μΩ・cm
・銅材の抵抗値:0.34mΩ
・電流値:60A
・時間:10sec
・初期温度:20℃

(2)温度上昇量を求める式
熱量=I×I×R×T・・・Aとする
温度上昇量=A÷(銅の重量×比熱)

宜しくお願いします。

Aベストアンサー

まず,発生熱量は0.34mΩ×(10A)^2×10s=12.2J,放熱を考えない温度上昇は,10s通電で500Kくらいでしたね。

次に放熱を考えます。放熱形態として,
・熱伝導(接触している固体へ),
・熱伝達(周辺の流体(空気)へ),
・熱輻射(赤外線などで周辺へ)
のどの形が効くかを考えます。

仮に,銅リボンが空気中にリード線で吊られていて,空気への熱伝達が主だとします。
熱伝達の場合,自然対流か強制冷却か,層流か乱流かによって条件がいろいろ変ります。仮に自然対流とすると,熱伝達率が5~10W/(m^2・K)のオーダになります。この値に,銅リボンの表面積と,予想温度上昇の半分と通電時間(10s)をかけると,熱伝達で失われる熱量が概算できます。概算すると0.9~1.8Jくらい。

次に,銅リボンの両端が温度一定の金属塊に固定されていて,周辺空気への放熱を無視します。厳密には銅リボン内の温度分布を考えないといけないのですが,簡単のため12mmの中央が250Kになり,直線的な温度勾配ができると仮定します。
銅の熱伝導率は380W/(m・K)ですので,これに断面積0.2×3mm^2と温度勾配(250K/6mm)を掛けると,9.5Wとなります。通電時間10sの間に95Jの熱を運び出せる勘定になります。

最後に輻射熱を調べましょう。周辺が20℃=293K,銅リボンが270℃=543Kになるとします。黒体と仮定して,ステファンボルツマン定数5.67×10^(-8)W/(m^2K^4)とリボンの表面積72mm^2から計算すると0.32Wとなり,10s間に逃げる熱量は3.2Jとなります。

なるほど,#1さんがおっしゃるように,銅リボン内を伝わって両端に逃げる熱が大きいことが分かります。
となると,銅リボンの両端が温度一定に保たれているとして,1次元の熱拡散方程式を非定常状態について解く,
というモデルでよさそうです。

手始めに,十分時間が経った定常解を求めてみましょう。温度分布は中央が高い二次曲線となることが知られており,両端との温度差はQv*x^2/(2λ)で与えられます。ここにx=6mm,熱伝導率λ=380W/(m・K),抵抗率=1.7×10^(-8)Ωm,電流密度=60A/(0.2×3mm^2)=100A/mm^2,発熱密度Qv=抵抗率×(電流密度)^2=1.7×10^8[W/m^3]を代入すると,8.05Kとなります。
すなわち,銅リボンの両端が20℃に保たれていれば,(10sといわず)長時間通電しても中央が28℃になるだけ,との結論になりました。
はて,モデル化が荒すぎるのかなぁ?

まず,発生熱量は0.34mΩ×(10A)^2×10s=12.2J,放熱を考えない温度上昇は,10s通電で500Kくらいでしたね。

次に放熱を考えます。放熱形態として,
・熱伝導(接触している固体へ),
・熱伝達(周辺の流体(空気)へ),
・熱輻射(赤外線などで周辺へ)
のどの形が効くかを考えます。

仮に,銅リボンが空気中にリード線で吊られていて,空気への熱伝達が主だとします。
熱伝達の場合,自然対流か強制冷却か,層流か乱流かによって条件がいろいろ変ります。仮に自然対流とすると,熱伝達率が5~10W/(m^2・K)のオーダになり...続きを読む

Qイオン性%

すみません><
教えて下さい!!

(問題)
塩化水素分子HCl(g)と塩化カリウム分子KCl(g)の結合距離は、それぞれ127.5pm,266.7pmである。これらの結合のイオン性%を計算し、なぜ塩化水素のほうがイオン性が低いのか説明せよ。

Aベストアンサー

分子の双極子モーメントが実験値によって計算されているのでそれを使いましょう!!

まず、イオン性%とは、その分子のもつ電荷φが電子の電荷1.60×10^-19Cに対して何%に相当する値なのかを求めるものだぜ!!

そして分子の双極子モーメントμと結合距離r、電荷φをもつ分子との間には、

μ=φ×r

という関係式があるんだ!!

今、μの値はHClならμ=3.70×10^-30、結合距離は本文よりr=127.5pm=12.75×10^-11m

これらを上の式に代入するとφ=0.2901×10^-19Cだ!!

よってイオン性%は、φ/1.60×100=18.1%になるんだぜ!!

分子の双極子モーメントμと電子の電荷は教科書にのってるはずだからさがすんだ!!

KClも同じやりかたでやってごらん!!

がんばって!!アディオス!!!

Q誘電率(ε)と誘電正接(Tanδ)について教えてください。

私は今現在、化学関係の会社に携わっているものですが、表題の誘電率(ε)と誘電正接(Tanδ)について、いまいち理解が出来ません。というか、ほとんどわかりません。この両方の値が、小さいほど良いと聞きますがこの根拠は、どこから出てくるのでしょうか?
また、その理論はどこからどうやって出されているのでしょうか?
もしよろしければその理論を、高校生でもわかる説明でお願いしたいのですが・・・。ご無理を言ってすみませんが宜しくお願いいたします。

Aベストアンサー

電気屋の見解では誘電率というのは「コンデンサとしての材料の好ましさ」
誘電正接とは「コンデンサにした場合の実質抵抗分比率」と認識しています。

εが大きいほど静電容量が大きいし、Tanδが小さいほど理想的な
コンデンサに近いということです。
よくコンデンサが突然パンクするのは、このTanδが大きくて
熱をもって内部の気体が外に破裂するためです。

伝送系の材料として見るなら、できるだけ容量成分は少ないほうがいい
(εが少ない=伝送時間遅れが少ない)し、Tanδが小さいほうがいい
はずです。

Q面心立方と体心立方の逆格子

固体物理の勉強をしています。
体心立方構造の(hkl)面の逆格子点 g*=ha* + kb* + lc*を逆空間で描くと面心立方構造になるらしいのですが、理由がわかりません。
分かる方いましたら、教えてください。お願いします。

Aベストアンサー

単純な計算だけで分かります。
体心立方格子のユニットベクトルは
a1=(-a/2,a/2,a/2), a2=(a/2,-a/2,a/2), a3=(a/2,a/2,-a/2)
です。aは格子定数です。
逆格子ベクトルは b1=2π(a2x a3)/(a1(a2xa3)) などですから、単純に計算すれば
b1=2π/a(0,1,1) , b2=2π/a(1,0,1), b3=2π/a(1,1,0)
となり、これは面心立方格子のユニットベクトルです。

Q中性点とアースの違い

配線図を見ると、トランスの中性点から、接地線が「アース」がとられていますが、中性点とアースは、同じなのでしょうか?中性点から、アースをとっても、同じなのでしょうか?地中から、トランスに電流を逃がすのと、直接中性点に逃がすのと、違いは、?あるのでしょうか?

Aベストアンサー

中性点とアースは、同じなのでしょうか?
@どちらも大地に接地極を埋設しているのですが目的は全く違います。変圧器内で高圧と低圧が混食すれば電灯やコンセントの100V回路に6,600Vの高電圧が印加されて大変危険です。B種アース(トランスの中性点のアース)があれば高圧側(変電所等)でその電流を感知して地絡継電器が動作し高電圧を遮断できます。
中性点から、アースをとっても同じなのでしょうか?地中から、トランスに電流を逃がすのと、直接中性点に逃がすのと、違いは、?あるのでしょうか?
@中性点にアースを接続しては絶対ダメです。もし接続すれば電源線から負荷を通じて中性線に流れる電流(負荷電流)がアースを接続したところから分流して漏電電流になります。当然漏電ブレーカーはトリップします。


このQ&Aを見た人がよく見るQ&A

人気Q&Aランキング

おすすめ情報