教えてください。 http://denken3.biz/denkenmuryou.pdf この資料の17ページ目の例題の解説で、この電界と空気の絶縁耐力が等しいとすると・・・とありますが、これはなぜそう解釈されているのですか？電界の強さ＝空気の絶縁耐力なのですか？宜しくお願いします。

絶縁耐力とは、それ以上の電界を加えると絶縁破壊を起こし放電してしまう限界のことをさします。電界の強さ>空気の絶縁耐力となると空気が絶縁破壊し、空気を構成する分子の一部がイオンになって放電してしまい、導体上の電荷を中和してしまいます。そのため導体上にそれ以上の電荷を蓄えることができないのです。このことと、導体の表面電位が曲率に比例することから、球面上の導体に加えることができる対地電圧にも制限が加えられます。(この関係式はかなり重要である。一度自分で求めておいてください。) 先が鋭い針状のものが放電しやすいのはこのことから推定できます。

空気の絶縁耐力について -教えてください。http://denken3.biz/denkenm- 物理学

Q何kV/cmで絶縁破壊が起こるか？

試料に高電圧を印加する実験を考えております。シリコンオイル中、および大気中において、何kV/cmで絶縁破壊が起こるか、ご存知の方がいらっしゃいましたら教えていただきたく存じます。有効数字は一桁程度でかまいません。

Aベストアンサー

一般的にいわれるのは
大気中：30kV/cm

また、教科書によると、
シリコン油中：80kV/2.5mm
だそうです。
ただ、絶縁破壊電界は電極間距離に依存し、一般には短い方が高電界に耐えます。

他の回答も見る

Q空気中の放電距離と電圧について

交流電圧三相200Vで端子台に差し込んだファストン端子間でスパークしたような跡が発生したが、端子間に異物を接触した形跡はなく何らかの放電が発生したのではないかと思います。
200Vの電圧で約3mmの距離で放電が発生するでしょうか
ご教授の程よろしくお願いします。

Aベストアンサー

こんにちは。
空中放電は、湿度その他、各種の条件次第で、予想外に低い電圧で発生してしまう事があるようです。

また何らかの原因で端子電圧が一瞬上がったような場合はそれが引き金になる場合もあります。
誘導雷による事故はそういう例が多いでしょう。

わたし自身、100Vでアーク放電の実験中、電流制限用の抵抗器本体から、反対側のアーク端子まで約10cmの間、グロー放電のような放電が起きてしまい、びっくりして放電路を離して切った事があります。
抵抗器は黒焦げになりました。(爆)
この時の光の帯は直線ではなく、弓のようにアーチを描いていたのをはっきり覚えてます。
原因は突き止められませんでしたが、手が汗ばんでいた事、暑い日だった事から水分、汗の塩分が悪さをしたのではないかと想像します。

ですので、ありえるとだけお答えします。

他の回答も見る

Q絶縁体、空気の体積固有抵抗

体積固有抵抗で大凡、１０Ｅ１０Ω・cm以上を一般に絶縁体。１０Ｅ－３Ω・cm以下を導電体と分類されていると思います。
絶縁体の中で空気（湿度の影響を受ける筈ですよね）やプラスチック種類毎の体積固有抵抗値はいくらぐらいですか？
更に、これらが一覧になっているＵＲＬがあるとうれしいのですが。
ご存知の方、ご教授ください。どうぞ宜しくお願いいたします。

Aベストアンサー

No.1です。回答します。

>　空気の体積固有抵抗と温度や湿度の関係が、理科年表に出ているのでしょうか？

失礼しました。大事なことを抜かしていました。
私の理科年表２０００年版には気体は載っていません。
下記のような物質の３つの特性が載っています。
内部抵抗、表面抵抗、絶縁破壊の強さ。
絶縁体と言うのはかなり厄介なものですね。

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－　　　　　　　　　
　絶縁体を流れる電流は内部電流と表面電流から成る．内部抵抗は物質の純
度によってかわり，表面抵抗は表面の状態に左右される．温度が上がると内部
抵抗も表面抵抗も減少する．下の表に電圧をかけ始めてから1minの後に測
定された内部抵抗と表面抵抗（いずれも室温）を示す．この時の電流は伝導電
流だけでなく絶縁体の中に蓄えられる電荷の分も含んでいる．平衡状態の電
流から求めた抵抗値はこの値よりはるかに大きい．絶縁破壊の強さは1－3
mmの板状試料について商用周波数で得た値である．

雲母（成形）
ガラス（石英、ソーダ、パイレツクス）
ゴム（クロロプレン、シリコーン、天然）
絶縁（鉱）油
セラミックス
　アルミナ、ステアタイト、長石磁器（素地）、同（うわぐすり付）
大　理　石
パラフィン　　　
プラスチックス
　アクリル、エポキシ、ポリ塩化ビニル（軟）、ポリ塩化ビニル（硬）
　テフロン、ナイロン、ポリエチレン、ポリスチレン
硫　　　黄

なお、気体については手持ちの古い「電気工学ハンドブック」を見てみましたが
放電ばかりやけに詳しくて、それ以前の電流は余り定量的ではありません。
ただ空気中のイオン（1000～2000個/cm^3）による伝導のため飽和現象があるようです。
と言うことは抵抗率が一定でないことを示します。

No.1です。回答します。

>　空気の体積固有抵抗と温度や湿度の関係が、理科年表に出ているのでしょうか？

失礼しました。大事なことを抜かしていました。
私の理科年表２０００年版には気体は載っていません。
下記のような物質の３つの特性が載っています。
内部抵抗、表面抵抗、絶縁破壊の強さ。
絶縁体と言うのはかなり厄介なものですね。

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－　　　　　　　　　
　絶縁体を流れる電流は内部電流と表面電流から成る．内部...続きを読む

他の回答も見る

Q低電圧での絶縁破壊について

空気の絶縁破壊は一般に1mmで3kvと言われていますが、
2mm離した(鋭利でないただの鉄板と仮定)電極をわずか500v程度で強制的に絶縁破壊を起こさせたいのですが、強制的に絶縁破壊を起こさせる方法はあるでしょうか？

Aベストアンサー

気体の絶縁破壊電圧(火花電圧)は一般にパッシェン(Paschen)の法則に従います。
平行平板電極などの平等電界条件におけるパッシェン曲線は高電圧工学の教科書等によく掲載されています。
具体的には、絶縁破壊電圧は、気圧pと電極間距離dの積(pd)の関数となります。
空気の場合、大気圧=10^5 Pa×0.1 cm = 10^4 Pa・cmの絶縁破壊電圧は約3 kVとなります。
この状態からpdを減少させていく(電極間距離dが一定の場合は気圧pを下げる)と、絶縁破壊電圧は減少(両対数グラフに描くとほぼ直線的に減少)します。そして空気の絶縁破壊電圧の極小値は約300 Vで、このときのpd値は約10^2 Pa・cmです。
なお、それ以上にpdを下げると逆に絶縁破壊電圧は急上昇します。
問題の電極間距離d=2 mmの平板電極の場合、上記絶縁破壊電圧の極小を与える気圧pは約500 Pa (=100/0.2)です。
500 V程度で絶縁破壊を起こすならもう少し気圧を高くしてもOKです。

ということで、低電圧で絶縁破壊を起こすには、まず気圧を下げる方法があります。
なお、これは気体を空気に限定した場合のことで、特定の気体を封入すると著しく絶縁破壊電圧が減少します。

詳しくは、絶縁破壊が起こるには気体中の原子・分子が何らかのエネルギーにより電離され、得られた自由電子が外部電界により加速し、別の原子・分子に衝突して二次電子放出を起こし、累積的に自由電子数が増大する(電子雪崩を起こす)必要があります。
この「何らかのエネルギー」とは、一般には宇宙から降り注いでいる放射線などです。
この状態でさらに外部から強制的に光を照射するなどすると、さらに気体原子・分子の光電離により自由電子数が増大し、絶縁破壊が生じやすくなります。
また先ほど言いかけた話ですが、ペニング(Penning)効果などがあります。
これは、例えばNe中にArを0.1%混合すると、放電開始電圧は約1/4に減少するといった現象です。
これは準安定準位を持った原子・分子による寄与です。

ということで、結論としては絶縁破壊電圧を下げる方法は次のようになります。
(1) 気圧を特定値まで下げる。
(2) 光照射などの外部刺激を与える。
(3) 混合気体などの気体効果を考える。

ちなみに、針電極などの不平等電界下では絶縁破壊電圧は著しく減少します。

気体の絶縁破壊電圧(火花電圧)は一般にパッシェン(Paschen)の法則に従います。
平行平板電極などの平等電界条件におけるパッシェン曲線は高電圧工学の教科書等によく掲載されています。
具体的には、絶縁破壊電圧は、気圧pと電極間距離dの積(pd)の関数となります。
空気の場合、大気圧=10^5 Pa×0.1 cm = 10^4 Pa・cmの絶縁破壊電圧は約3 kVとなります。
この状態からpdを減少させていく(電極間距離dが一定の場合は気圧pを下げる)と、絶縁破壊電圧は減少(両対数グラフに描くとほぼ直線的に減少)します。そして空気...続きを読む

他の回答も見る

Q統計学的に信頼できるサンプル数って？

統計の「と」の字も理解していない者ですが、
よく「統計学的に信頼できるサンプル数」っていいますよね。

あれって「この統計を調べたいときはこれぐらいのサンプル数があれば信頼できる」という決まりがあるものなのでしょうか？
また、その標本数はどのように算定され、どのような評価基準をもって客観的に信頼できると判断できるのでしょうか？
たとえば、99人の専門家が信頼できると言い、1人がまだこの数では信頼できないと言った場合は信頼できるサンプル数と言えるのでしょうか？

わかりやすく教えていただけると幸いです。

Aベストアンサー

> この統計を調べたいときはこれぐらいのサンプル数があれば信頼できる・・・
　調べたいどの集団でも、ある一定数以上なら信頼できるというような決まりはありません。
　何かサンプルを集め、それをなんかの傾向があるかどうかという仮説を検証するために統計学的検定を行って、仮設が否定されるかされないかを調べる中で、どの検定方法を使うかで、最低限必要なサンプル数というのはあります。また、集めたサンプルを何か基準とすべき別のサンプルと比べる検定して、基準のサンプルと統計上差を出すに必要なサンプル数は、比べる検定手法により計算できるものもあります。
　最低限必要なサンプル数ということでは、例えば、ある集団から、ある条件で抽出したサンプルと、条件付けをしないで抽出したサンプル(比べるための基準となるサンプル)を比較するときに、そのサンプルの分布が正規分布(正規分布解説:身長を5cmきざみでグループ分けし、低いグループから順に並べたときに、日本人男子の身長なら170cm前後のグループの人数が最も多く、それよりも高い人のグループと低い人のグループの人数は、170cmのグループから離れるほど人数が減ってくるような集団の分布様式)でない分布形態で、しかし分布の形は双方とも同じような場合「Wilcoxon符号順位検定」という検定手法で検定することができますが、この検定手法は、サンプルデータに同じ値を含まずに最低６つのサンプル数が必要になります。それ以下では、いくらデータに差があるように見えても検定で差を検出できません。
　また、統計上差を出すのに必要なサンプル数の例では、Ａ国とＢ国のそれぞれの成人男子の身長サンプルがともに正規分布、または正規分布と仮定した場合に「ｔ検定」という検定手法で検定することができますが、このときにはその分布を差がないのにあると間違える確率と、差があるのにないと間違える確率の許容値を自分で決めた上で、そのサンプルの分布の値のばらつき具合から、計算して求めることができます。ただし、その計算は、現実に集めたそれぞれのサンプル間で生じた平均値の差や分布のばらつき具合(分散値)、どのくらいの程度で判定を間違える可能性がどこまで許されるかなどの条件から、サンプル間で差があると認められるために必要なサンプル数ですから、まったく同じデータを集めた場合でない限り、計算上算出された(差を出すために)必要なサンプル数だけサンプルデータを集めれば、差があると判定されます(すなわち、サンプルを無制限に集めることができれば、だいたい差が出るという判定となる)。よって、集めるサンプルの種類により、計算上出された(差を出すために)必要なサンプル数が現実的に妥当なものか、そうでないのかを、最終的には人間が判断することになります。

　具体的に例示してみましょう。
　ある集団からランダムに集めたデータが15,12,18,12,22,13,21,12,17,15,19、もう一方のデータが22,21,25,24,24,18,18,26,21,27,25としましょう。一見すると後者のほうが値が大きく、前者と差があるように見えます。そこで、差を検定するために、t検定を行います。結果として計算上差があり、前者と後者は計算上差がないのにあると間違えて判断する可能性の許容値(有意確率)何%の確率で差があるといえます。常識的に考えても、これだけのサンプル数で差があると計算されたのだから、差があると判断しても差し支えないだろうと判断できます。
　ちなみにこの場合の差が出るための必要サンプル数は、有意確率５％、検出力0.8とした場合に5.7299、つまりそれぞれの集団で6つ以上サンプルを集めれば、差を出せるのです。一方、サンプルが、15,12,18,12,21,20,21,25,24,19の集団と、22,21125,24,24,15,12,18,12,22の集団ではどうでしょう。有意確率5%で差があるとはいえない結果になります。この場合に、このサンプルの分布様式で拾い出して差を出すために必要なサンプル数は551.33となり、552個もサンプルを抽出しないと差が出ないことになります。この計算上の必要サンプル数がこのくらい調査しないといけないものならば、必要サンプル数以上のサンプルを集めて調べなければなりませんし、これだけの数を集める必要がない、もしくは集めることが困難な場合は差があるとはいえないという判断をすることになるかと思います。

　一方、支持率調査や視聴率調査などの場合、比べるべき基準の対象がありません。その場合は、サンプル数が少ないレベルで予備調査を行い、さらにもう少しサンプル数を増やして予備調査を行いを何回か繰り返し、それぞれの調査でサンプルの分布形やその他検討するべき指数を計算し、これ以上集計をとってもデータのばらつきや変化が許容範囲(小数点何桁レベルの誤差)に納まるようなサンプル数を算出していると考えます。テレビ視聴率調査は関東では300件のサンプル数程度と聞いていますが、調査会社ではサンプルのとり方がなるべく関東在住の家庭構成と年齢層、性別などの割合が同じになるように、また、サンプルをとる地域の人口分布が同じ割合になるようにサンプル抽出条件を整えた上で、ランダムに抽出しているため、数千万人いる関東の本当の視聴率を割合反映して出しているそうです。これはすでに必要サンプル数の割り出し方がノウハウとして知られていますが、未知の調査項目では必要サンプル数を導き出すためには試行錯誤で適切と判断できる数をひたすら調査するしかないかと思います。

> どのような評価基準をもって客観的に信頼できると判断・・・
　例えば、工場で作られるネジの直径などは、まったくばらつきなくぴったり想定した直径のネジを作ることはきわめて困難です。多少の大きさのばらつきが生じてしまいます。1mm違っても規格外品となります。工場では企画外品をなるべく出さないように、統計を取って、ネジの直径のばらつき具合を調べ、製造工程をチェックして、不良品の出る確率を下げようとします。しかし、製品をすべて調べるわけにはいきません。そこで、調べるのに最低限必要なサンプル数を調査と計算を重ねてチェックしていきます。
　一方、農場で生産されたネギの直径は、1mmくらいの差ならほぼ同じロットとして扱われます。また、農産物は年や品種の違いにより生育に差が出やすく、そもそも規格はネジに比べて相当ばらつき具合の許容範囲が広くなっています。ネジに対してネギのような検査を行っていたのでは信頼性が損なわれます。
　そもそも、統計学的検定は客観的判断基準の一指針ではあっても絶対的な評価になりません。あくまでも最終的に判断するのは人間であって、それも、サンプルの質や検証する精度によって、必要サンプルは変わるのです。

　あと、お礼の欄にあった専門家：統計学者とありましたが、統計学者が指摘できるのはあくまでもそのサンプルに対して適切な検定を使って正しい計算を行ったかだけで、たとえ適切な検定手法で導き出された結果であっても、それが妥当か否か判断することは難しいと思います。そのサンプルが、何を示し、何を解き明かし、何に利用されるかで信頼度は変化するからです。
　ただ、経験則上指標的なものはあります。正規分布を示すサンプルなら、20～30のサンプル数があれば検定上差し支えない(それ以下でも問題ない場合もある)とか、正規分布でないサンプルは最低６～８のサンプル数が必要とか、厳密さを要求される調査であれば50くらいのサンプル数が必要であろうとかです。でも、あくまでも指標です。

> この統計を調べたいときはこれぐらいのサンプル数があれば信頼できる・・・
　調べたいどの集団でも、ある一定数以上なら信頼できるというような決まりはありません。
　何かサンプルを集め、それをなんかの傾向があるかどうかという仮説を検証するために統計学的検定を行って、仮設が否定されるかされないかを調べる中で、どの検定方法を使うかで、最低限必要なサンプル数というのはあります。また、集めたサンプルを何か基準とすべき別のサンプルと比べる検定して、基準のサンプルと統計上差を出すに必要な...続きを読む

他の回答も見る

Q三相交流のＶ結線がわかりません

Ｖ結線について勉強しているのですが、なぜ三相交流を供給できるのか理解できません。位相が2π/3ずれた２つの交流電源から流れる電流をベクトルを用いて計算してもアンバランスな結果になりました。何か大事な前提を見落としているような気がします。

一般にＶ結線と言うときには、発電所など大元の電源から三相交流が供給されていることが前提になっているのでしょうか？

それとも、インバータやコンバータ等を駆使して位相が3π/2ずれた交流電源2つを用意したら、三相交流を供給可能なのでしょうか？

Aベストアンサー

＃１です。
＞Ｖ結線になると電源が1つなくなりベクトルが１本消えるということですよね？
●変圧器のベクトルとしてはそのとおりです。

＞なぜ２つの電源の和を「マイナス」にして考えることができるのかが疑問なのです。
●もっと分かりやすいモデルで考えてみましょう。
乾電池が2個あってこれを直列に接続する場合ですが、1個目の乾電池の電圧をベクトル表示し、これに2個目の乾電池の電圧をベクトル表示して、直列合計は2つのベクトルを加算したものとなりますが、この場合は位相角は同相なのでベクトルの長さは2倍となります。

同様に三相Ｖ結線の場合は、A-B,B-Cの線間に変圧器があるとすれば、A-C間はA-B,B-Cのベクトル和となりますが、C-A間はその逆なのでA-C間のマイナスとなります。

つまり、どちらから見るかによって、マイナスにしたりプラスにしたりとなるだけのことです。

端的に言えば、1万円の借金はマイナス1万円を貸したというのと同じようなものです。

他の回答も見る

Q【空気の抵抗値って何Ωですか？】空気の抵抗値はどのくらいなのか教えてください。

【空気の抵抗値って何Ωですか？】

空気の抵抗値はどのくらいなのか教えてください。

Aベストアンサー

10^12 ～ 10^14Ω・m以上
（1,000,000,000,000 ～ 100,000,000,000,000Ω・m以上）
…10^10以上って話も聞いたことがあるけど、単位がΩ・cmなのかな…

このくらい。そして安定しない。
値は、湿度や気圧、地表からの高さによって大きく変わります。
値が安定しないのは空気中に含まれるイオンの影響です。

・・・
10^6Ω・m以上が絶縁体だからどのくらいの抵抗かは想像できると思います。

他の回答も見る

Q三相２００ｖ交流の相間電圧と対地電圧について

三相２００ｖ交流において相間電圧が２００ｖ、位相が120度で総和がゼロになるのはわかるのですが、対地とをテスターで計るとどうなるのか？先日計ったら１８０ｖ位でした。なぜそうなるのかがわかりません。教えていただけますか？

Aベストアンサー

６ｋＶ／２００Ｖの変圧器の低圧側の接地方法は３種類に大別されます。
接地の目的は高低圧の混触が起こった場合低圧側の対地電圧抑制のためです。（Ｂ種接地と呼びます）
○中性点接地
変圧器の２次側コイルをスター結線とし、中性点を接地します。
あまり用いられないと思いますが対地電圧を下げる等の目的で使用されることがあります。
対地電圧は三相とも１１５Ｖとなります。（２００／√３）
○一線接地
変圧器の２次側コイルをΔ結線とし、三相のうち一線を接地します。
一般的な三相変圧器の２次側がΔ...続きを読む

他の回答も見る

Q静電容量って何ですか？

各電線メーカーの電線便覧等にKm当たりの静電容量が記載されておりますが、静電容量とはどういう原理で存在するのでしょうか？
ケーブルの静電容量は、ケーブルが長くほど、太いほど多いとされていますが、どうしてなのでしょうか？

Aベストアンサー

>>5で回答した者です。
>>2補足欄については>>7の方が触れていますが、そもそもケーブルにはシースアース（接地のシールド層）がある
ため、懸架位置は影響しません。導体とシースアースの位置関係、絶縁体の特性によってKm当たりの静電容量を
掲載されているということです。
裸線であれば、絶縁体である空気がコンデンサの誘電体にあたりますから、懸架位置によって静電容量が変動します。
そのため電線メーカーの電線便覧にはKm当たりの静電容量は掲載されていないと思います。

電極間の距離（絶縁体＝誘電体の厚さ）を>>5の例で考えれば、「水槽の深さ」が妥当かと思います。
　・厚さ（深さ）を薄くすると容量（体積）が減る
　・電圧（水圧）を上げて耐用値を超えると絶縁破壊（水槽が破壊）
　　　※この場合の水槽は上面開放でなく密閉構造で想像していただいた方が分かり易いです。

他の回答も見る

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４０ｋｇ...続きを読む