電源装置という、回路に電流を流す装置があるのですが、
それに「直流・交流」
というスイッチがあります。

このスイッチはどう使い分けるのですか?

直列回路の時が直流で
並列回路が交流という事ですか?

A 回答 (3件)

直流は電流の流れる向きは変わりませんが、交流は向きが変わります。

例えば家電製品を繋いでいるAC100Vですが、あれは1秒間に50(または60)回向きが変わっています。
http://www9.wind.ne.jp/fujin/diy/denki/kiso/dcac …

このスイッチはどう使い分けるのですか?>
その装置がなんなのか分からないので、答えようがないですので補足してください。
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大概「出力回路に流れる電気」が「交流」か「直流」かの切り替えです。



この手の汎用電源は、トランスで電圧を降圧(昇圧)し、整流回路を
通して直流出力するように設計されていますので、整流回路を通さず
電気を出力できるようになっているんです。

まあ、マニュアルを見て確認したほうが良いですけどね。電源はヘタ
に使うといきなり燃えますから。
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交流入力でも直流入力でも使える電源なのか、或いは出力を交流と直流に切り換えられるのか分かりませんが、直列と並列に関係のないことは確かです。

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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
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http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=173330

 以上,どうかよろしくお願いします。

Aベストアンサー

交流回路の基本なので、高校の物理の教科書にもあるかもしれません。


コンデンサのインピーダンスは

X=1/(2πfC)=1/(2π*50*0.1*10^-6)=31.8*10^3[Ω]

抵抗とコンデンサの直列つなぎのインピーダンスは

Z=√(R^2+X^2)=√(30^2+(31.8*10^3)^2)=31.8*10^3[Ω]

電流は

I=E/Z=100/(31.8*10^3)=3.14*10^-3[A]


この回路にさらに例えば1kΩの抵抗をつないだとき、流れる電流は

100/√( (30+(1*10^3))^2+(31.8*10^3)^2 )=3.14*10^-3[A]

で、ほとんど変わりません(コンデンサのインピーダンスが1kΩに対して大きいため)。また1kΩの抵抗の両端の電圧は

3.14*10^-3[A] * 1*10^3[Ω]=3.14[V]


また、この回路に例えば入力インピーダンス10MΩのデジタルテスタを挿入して電圧を測ったとき(スナバ回路のリレーオープンのときなど)、テスタの示す電圧は
(式省略、上の2つの式と同様)
99.9[V]で、ほとんど電源電圧と同じになります。

交流回路の基本なので、高校の物理の教科書にもあるかもしれません。


コンデンサのインピーダンスは

X=1/(2πfC)=1/(2π*50*0.1*10^-6)=31.8*10^3[Ω]

抵抗とコンデンサの直列つなぎのインピーダンスは

Z=√(R^2+X^2)=√(30^2+(31.8*10^3)^2)=31.8*10^3[Ω]

電流は

I=E/Z=100/(31.8*10^3)=3.14*10^-3[A]


この回路にさらに例えば1kΩの抵抗をつないだとき、流れる電流は

100/√( (30+(1*10^3))^2+(31.8*10^3)^2 )=3.14*10^-3[A]

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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。
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 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。
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Q豆電球2個の直列回路と並列回路で・・・

豆電球2個の直列回路と並列回路で、豆電球を1個ソケットから外したとき、もう一方の豆電球の明かりはついてるか。
という問題が、わからないので教えてください!
回答は、直列回路と並列回路両方ともです。

Aベストアンサー

解答間違っていませんか?

別の例えで考えるしかありません。
A地点からB地点に行くのに豆電球という橋があります。

直列回路は、A地点から少し行くと1個目の豆電球1という橋があり、そこをもう少し行くと2個目の豆電球2という橋があります。そこを渡って最後にB地点にたどり着きます。どちらか1つでも豆電球という橋を取り外したらAからBにはいけません。

並列回路は、道は2本あります。A地点から豆電球1という橋をとおりB地点まで行きます。もうひとつはA地点から豆電球2という橋をとおりB地点まで行きます。
たとえば豆電球1という橋をはずしても、豆電球2という橋はありますから、AからBにいけます。

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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直列回路と並列回路ではなぜ豆電球の明るさが違うのか

道筋が一本の回路と道筋が枝分かれしている回路ではなぜ豆電球の明るさが違うのですか??
直列回路より並列回路の豆電球のほうが明るいのはどうしてですか??

Aベストアンサー

豆球ひとつの両端にかかる電圧が異なるからです。並列につなぐと電池そのもの電圧がもろにかかり、直列に繋ぐとそれぞれの電圧は半分になります。電流の強さは電圧に比例しますから、ワット数が大きくなり、それだけ明るく輝くことになります。

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。

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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直列と並列の共振回路の双対性

タイトルのままなのですが、
とある参考書に
直列と並列の共振回路の双対性を示せ!
と書いてあるのですが何をどう示せばいいモノか・・。
(答えが載っていないので)
また具体的に何と何が双対なのかもはっきりしません。

ヒントなどよろしくお願いします。

Aベストアンサー

まず双対性とはなんぞや、というお話ですが
「一見異なる概念AとBがあったとして、ある変換によりA→B、B→Aが相互に置き換えることができ、AとBが本質的に同一の概念として扱える場合に「AとBは双対である」と言い、その性質のことを「双対性(duality)」という」
と理解しておけばよいと思います。
説明を読むより実例を見る方が早いと思いますので、お尋ねの直列共振・並列共振を例に説明したいと思います。なお最終的に示すべきは「直列共振回路と並列共振回路が双対の関係にあること」です。

まず直列共振回路について考えてみます。図のようにキャパシタンスCとインダクタンスLが直列につながれているとします。

◎直列
  C   L
P─┨┠─ωω─Q

このときPQ間のインピーダンス(複素インピーダンス)Zですが、虚数単位をj、交流の角周波数をω(ご存じと思いますが周波数の2π倍)として、
Z={1/(jωC)}+jωL   (1)
となります。1/(jωC)を「容量性リアクタンスX_C」、jωLを「誘導性リアクタンスX_L」などと呼ぶのもご承知かと思います(*)。リアクタンスを使ってインピーダンスZを表せば
Z=X_C+X_L   (2)
となります。

並列ではどうでしょうか。

◎並列
   C
 ┌┨┠┐
P┤  ├Q
 └ωω┘
   L

PQ間のインピーダンスをZとするとこれもご存じの通り
    1
Z=--------------   (3)
 (jωC)+{1/(jωL)}
です。直列の場合と並列の場合とでは、インピーダンスの表式は全く異なって見えます。

さて次のような変換をしてみましょう。コンデンサーのリアクタンスはご存じの通り
1/(jωC)
ですがこの逆数、すなわちjωCという物理量を導入します。これを「容量性サセプタンス」と呼んでB_Cで表すことにします。
コイルのリアクタンスは
jωL
ですが、同様に逆数1/(jωL)という物理量を導入し「誘導性サセプタンス」B_Lと呼びます。
さらにインピーダンスの逆数1/Zという物理量を導入し、アドミタンスYと呼びます。

すると(3)式は
(1/Y)=1/(B_C+B_L)
Y=B_C+B_L   (4)
となって、文字が異なるだけで(2)と本質的に同じ式になります。つまり並列共振と直列共振は実は同じ式で取り扱えるのです。
これで並列共振回路と直列共振回路の双対性が示せたことになります。

一般に電気回路の場合、以下のような置き換えを行うと双対な関係にある概念や回路が得られます。(これら自身が双対関係にあるとも言えます)
レジスタンスR⇔コンダクタンスG
リアクタンスX⇔サセプタンスB
インピーダンスZ⇔アドミタンスY
並列⇔直列
電流⇔電圧
電流源⇔電圧源

*1 リアクタンスXは実数値として1/(ωC)=X_C、ωL=X_Lとおく記法もあります。この場合虚数単位jを外に出して計算することになり(1)式はZ=j(X_L - X_C)となります。しかしサセプタンスについてもωC=B_C、1/ωL=B_Lとすれば最後の結論は同じです。

複素数を用いた交流回路の計算法は既にご承知かとは思いますが、もしまだでしたら下記などをご参考に。
http://www.ee.seikei.ac.jp/~seiichi/lecture/EM/C20/Chapt20.html

まず双対性とはなんぞや、というお話ですが
「一見異なる概念AとBがあったとして、ある変換によりA→B、B→Aが相互に置き換えることができ、AとBが本質的に同一の概念として扱える場合に「AとBは双対である」と言い、その性質のことを「双対性(duality)」という」
と理解しておけばよいと思います。
説明を読むより実例を見る方が早いと思いますので、お尋ねの直列共振・並列共振を例に説明したいと思います。なお最終的に示すべきは「直列共振回路と並列共振回路が双対の関係にあること」です。

まず直列共振...続きを読む

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。
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Q同じ電流を流した時抵抗の違いによる電源装置の負荷について

同じ電流を流した時抵抗の違いによる電源装置の負荷について

実験で加熱炉(炭素型に電流を流して発熱させ熱源としている)を使っているのですが電源装置で流せる電流値の制約から、必要とする温度まで加熱を行うことができません。

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電源装置は指定した定電流がながれるような回路になっていますがその仕組みについてよくわかっていないため質問させていただきました。

Aベストアンサー

>電源装置は指定した定電流がながれるような回路になっていますが・・・

一般に、電源といえば「定電圧電源」または「定電圧に近い特性を持つ電源」(負荷が変わっても電圧を一定に保つ)が多いのですが、稀に(そういう目的で)負荷が変わっても定電流性を維持する「定電流電源」というものもあります。
質問者さんが使用しておられる電源は、この「定電流電源」なのでしょうか。
もしそうであれば、銘板にそのことがはっきり書いてあるはずです。

もしそうであれば・・・
定電圧電源に最大容量(AまたはW)が規定されているように、定電流電源も最大容量(VまたはW)が規定されているはずです。
銘板を確認してみてください。

定電圧電源は負荷が大きく(負荷抵抗が小さく)なり、規定の電流を超えると急激に電圧が低下します。(大抵の場合保護回路があるので壊れることはない)
定電流電源は負荷が大きく(負荷抵抗が大きく)なり、規定の電圧(または容量W)以上になると、それ以上に電圧を上げることができなくなります。(これも大抵の場合保護回路があるので、壊れることはない)

質問者さんが行っておられる実験は、(多分)定電流電源の能力を上回る負荷がかかっている(抵抗が大き過ぎる)ため、電圧が上がらなくなっているのではないかと思われます。
これは、定電流電源の出力電圧を測ってみるとわかります。
負荷が大きくなる(抵抗が高くなる)に従って、電圧がどんどん上がるはずなのが、どこかで頭打ちになることで確認されます。

多分、この加熱炉に使用するには容量不足であり、より高い電圧(および電力)を供給できる電源が必要なのではないでしょうか?
加熱炉の銘板に記載されている「電圧・電流・電力」と電源の銘板に記載されている「電圧・電流・電力」を照合してみてください。
電源の数値すべてが、加熱炉の数値すべてを上回っている必要があります。

>電源装置は指定した定電流がながれるような回路になっていますが・・・

一般に、電源といえば「定電圧電源」または「定電圧に近い特性を持つ電源」(負荷が変わっても電圧を一定に保つ)が多いのですが、稀に(そういう目的で)負荷が変わっても定電流性を維持する「定電流電源」というものもあります。
質問者さんが使用しておられる電源は、この「定電流電源」なのでしょうか。
もしそうであれば、銘板にそのことがはっきり書いてあるはずです。

もしそうであれば・・・
定電圧電源に最大容量(AまたはW)が規...続きを読む


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