はじめまして、絶縁抵抗測定器の原理について教えて欲しいのですが、図解付きで説明してくださいませんか?

設備の絶縁不良箇所を特定するのに使っているのですが、測定原理を詳しく理解していないもので恥ずかしながらお願い致します。

お手数ですが宜しくお願い致します。

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絶縁抵抗」に関するQ&A: 絶縁抵抗について

A 回答 (1件)

原理は単純に、指定の直流電圧(100Vとか500Vとか1000Vとか)をかけて電流を測り、抵抗値(=電圧/電流)として表示するというものです。


テスタの抵抗測定と違うのは、かける電圧が高い(テスタは数V程度)という点です。

昔は手回しの直流発電機が内蔵されていてそれで高い電圧を発生させていたようですが、現在普通に用いられる電池式の絶縁抵抗計では、電池の電圧をDC-DCコンバータ回路で昇圧して高い直流電圧を得ています。

日本財団図書館の事業成果物(財団から助成を受けた事業の成果)から
・初級講習用指導書(電気機器編)3・13・5 抵抗の測定(2)絶縁抵抗測定
http://nippon.zaidan.info/seikabutsu/2002/00395/ …
には、回路例の図が載っています。

メーカーのHIOKIが出している日置技報
http://hioki.jp/report/index.html
の、
・高電圧絶縁抵抗計 3455
・ディジタルメグオームハイテスタ 3454
(それぞれpdfファイル)あたりも参考になるかと。
絶縁不良のときに大電流が流れないよう、電流を一定値で制限する(電圧を下げる)ような回路も、実際の絶縁抵抗計では使われています。
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この回答へのお礼

大変参考になりました。
ありがとうございました。今後の仕事に役立てていきたいと思います。

お礼日時:2009/11/15 21:49

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Q物理の直列回路の問題について質問です 問題 起電力E,内部抵抗rの電池にRの抵抗をつなぐ。抵抗Rでの

物理の直列回路の問題について質問です


問題
起電力E,内部抵抗rの電池にRの抵抗をつなぐ。抵抗Rでの消費電力Pを求めよ。また、Pを最大にするにはRをいくらにすればよいか。

解答
I=E/R+r
P=RI^2
=R(E/R+r)^2
=RE^2/R^2+2Rr+r^2
=E^2/R+2r+(r^2/R)
=E^2/(√R - r/√R)^2 + 4r

ここで質問です
R+2r+(r^2/R)から(√R - r/√R)^2 + 4rにするには、どのようにして計算するかがわかりません

途中式、解説よろしくお願いします

かっこの中が0になるとき、Pは最大。

かっこの中が0になるとき、Pは最大と解答に記載されていましたが、なぜPは最大になるのでしょうか?

∴√R=r/√R
∴R=r

それぞれの解説よろしくお願いします

画像は、解答冊子に記載されていたものです

Aベストアンサー

R+2r+(r^2/R)
= (√R)^2 + 2r + (r/√R)^2  ←式①としておきます
=(√R)^2 - 2r + (r/√R)^2 +4r と書き直します・・・もちろん、これを計算すると元の式に戻りますね。
すると
=(√R - r/√R)^2 + 4r ですね(^^)
なんで、こんな式変形をするかというと、分子の E^2 は一定であるから、Pが最大値になるときは、分母が最小のはずです。
ところが、式①のままだと、式①=(√R + r/√R)^2 = R + 2r + (r^2/R) の最小値は?ですね。
そこで、式を (・・・ - ・・・)^2 の形に書き直してしまおうと言うことです。
そうすると、明らかに(・・・ - ・・・)^2 の最小値は0ですよね(^^v)
そして、分母の最小値は 4r ・・・なぜかというと、(・・・ - ・・・)^2 は負の値にならないので、さっきも書いたとおり、この部分の最小値は0です
したがって、Pが最大になるときは、( )内が0であるから、
√R - r/√R = 0
のときで、分母が最小値 4r になるときである、
・・・です(^^)

ちなみに、写真の下の方に見えている(別解)のように、相加平均と相乗平均の関係を使って解くこともできます。
高校物理でのテクニックが必要な最大値・最小値の問題は、この程度なので、ここでマスターしておくといいですよ(^^v)
(1)式を(・・・ ー ・・・)^2 の形が出てくるように書き直す
(2)相加平均と相乗平均の関係を使う

R+2r+(r^2/R)
= (√R)^2 + 2r + (r/√R)^2  ←式①としておきます
=(√R)^2 - 2r + (r/√R)^2 +4r と書き直します・・・もちろん、これを計算すると元の式に戻りますね。
すると
=(√R - r/√R)^2 + 4r ですね(^^)
なんで、こんな式変形をするかというと、分子の E^2 は一定であるから、Pが最大値になるときは、分母が最小のはずです。
ところが、式①のままだと、式①=(√R + r/√R)^2 = R + 2r + (r^2/R) の最小値は?ですね。
そこで、式を (・・・ - ・・・)^2 の形に書き直してしまおうと言うことです。
そうす...続きを読む

QX線の波長と強度の測定原理とは?

高校の教科書を読んでいて疑問に思いました。
X線のスペクトルと強度を測定原理は簡単にいうとどういうことでしょうか?

自分なりにいろいろ考えてみたのですが、X線を何かで回折させて、
光電効果で現れる電流を波長ごとに測定して強度を知る、みたいな
感じでしょうか?

簡単で結構ですので、よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

 No.2です。「お礼」に書かれたことについて。

>光を波動現象とみなすと…ということは粒子とみなした場合と波動と見なした場合で
>エネルギーの定義が異なるということでしょうか?

 いいえ。基本は同じです。(物理現象として同じものは、同じでなければいけません)
 No.2では、分かりやすくするために「(2)そうすれば、1個のX線は、特定のエネルギー(振動数)と1個分の強度(振幅)を持つことになります。」と書きましたが、この場合は、「特定の振動数と1個分の強度(振幅)でエネルギーが決まる」と書くのが正しいということです。

 ただし、「1個分の強度(振幅)」が、振動数によって変わり、かつその波は連続派ではなく、限定された時間内の「波束」なので、結局「エネルギーは、その振動数で決まる」というのと同じことだと理解すればよいと思います。
(波束はこんなイメージ:http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%B3%A2%E6%9D%9F)

 波のエネルギーは「振動数の2乗×振幅の大きさの2乗」というのは、次々に連続してエネルギーが供給されるような、無限に連続した単振動の波に対して導かれるものだと思います。求め方は、下記などを参考にしてください。
http://homepage2.nifty.com/eman/dynamics/wave_energy.html

 同じ「波動」といっても、連続した単振動のような場合と、上記の「波束」のような場合があることを理解してください。そして、X線や放射線(ガンマ線)の場合は「波束」です。これが粒子としての「光子」(あるいは「光量子」)に相当すると考えてください。


>また教科書では光子1個のエネルギーはhνとあり、これは光子の運動エネルギーとは書いて
>ありません。しかし運動エネルギーと考えていいでしょうか?

 これも、理解しやすいように「運動エネルギー」と書きましたが、光子には「質量」がないので、正確には「運動エネルギー」とは呼べません。
 「通常の粒子であれば運動エネルギーに相当するエネルギー」と理解してください。


 おそらく、高校物理では、上に書いたような内容で限界なのだと思います。興味があれば、大学の理科系に進んで、量子力学や相対論をきちんと学んでください。

 No.2です。「お礼」に書かれたことについて。

>光を波動現象とみなすと…ということは粒子とみなした場合と波動と見なした場合で
>エネルギーの定義が異なるということでしょうか?

 いいえ。基本は同じです。(物理現象として同じものは、同じでなければいけません)
 No.2では、分かりやすくするために「(2)そうすれば、1個のX線は、特定のエネルギー(振動数)と1個分の強度(振幅)を持つことになります。」と書きましたが、この場合は、「特定の振動数と1個分の強度(振幅)でエネルギーが決まる」...続きを読む

Q黒鉛膜の抵抗測定(テスターの使い方)

黒鉛膜の抵抗を測りたいのですが
簡単な測り方を教えてください。
テスター(電流電圧抵抗器)の使い方を教えていただけると助かります。
抵抗×1kっていう所にツマミをセットして、プラスとマイナスの端子を箔上に
1からセンチほど離して付けると、
目盛りが、40から20Ωを指します。
これが2万から4万Ωってことでしょうか?

アルミ箔と墨汁で作った炭素膜の抵抗を比較しているんですが、
アルミ箔は×10のメモリで振りきれてしまいます。
プラスチック上の炭素膜の抵抗値として、
どのくらいのオーダーが正しいのかよく分かりません。
4端子法が正確らしいですが、とりあえず簡便にオーダーだけでも
見極めたいのです。
厚さは1ミクロンぐらいだと想像してます。
大きさは10センチ角です。

炭素って電気を流しやすいと思っていたので、
抵抗が高すぎないか?と思って質問しています。

Aベストアンサー

どの程度かを確認するためなら、その方法でもよいと思います。

>目盛りが、40から20Ωを指します。
>これが2万から4万Ωってことでしょうか?
それであってます。

炭素膜って墨汁を乾かしたものですか?

それなら、そんなもんかじゃないですかね。

炭素にもいろいろな構造のものがあって、電気をよく通すのは黒鉛(グラファイト)です。
墨汁は無定形炭素(アモルファス)で出来ているので、あまり電気を通しません。
そのほかに炭素原子からできている構造の異なるもの(同素体)として、ダイヤモンドやフラーレン、カーボンナノチューブなどがあります。

Q並列の電気抵抗についてです。なぜ並列回路の合成抵抗は1つ1つの抵抗より小さくなるのですか?

並列回路の合成抵抗はなぜ1つ1つの抵抗より小さくなるのですか?
あと、それに電荷法則xっていうやつは関係あるのですか?
詳しい説明、お願いします!!

Aベストアンサー

なんでも、ミクロな理屈に紐つけて覚えるのはやめた方がいい。

まずは、オームの法則を覚える。

E=IR

これから派生して、抵抗を直列につなぐと、電流が共通なので

合成抵抗は、R1+R2+・・・・

の足し算になる。並列してつなぐと、電圧が共通なので、

合成抵抗は、

1/ (1/R1 + 1/R2 +++++ )

になるってまず覚える。

計算を繰り返すうちに、その意味や感覚が分かるようになる。
すると、電流を水流に見立てたり、電圧を高低差に見立てたり、抵抗を水道管の本数に見立てたり出来るようにもなる。

意味を先に理解して、あとで公式を覚えるのは、新しい話題に対しては効率がわるいのです。

Q不確定性原理の解説に測定限界という概念が必ず出てくる理由を教えてください。

不確定性原理の解説を読むとほとんど測定対象に光子をぶつける例えがでてきます。 しかし本来の不確定性原理とは、ハイゼンベルクが1927年に導出したxΔP≧h/2の解釈であり、量子の「存在位置Δx」を精細に特定すると運動量ΔPの分布範囲が広くなり、逆に「運動量ΔP」を精細に特定すると量子の位置Δxの存在分布が広くなるという(上記数式に関する素直過ぎる)解釈のはずです。 ここには(測定のために光子をぶつけるといった)測定概念など存在しません。 ほとんどの解説書に上記「測定限界」の概念がでてくるのは、ハイゼンベルクが不確定性原理(解釈)についてパウリに送った書簡、その後彼がボーアをはじめとするコペンハーゲン重鎮に対する説明が元になっていると想像できます。
疑問1:光子をぶつければ測定対象の位置がずれるのは当たり前。 こんな概念は数式の解釈とは何の関係もないでしょう? ハイゼンベルクは何故、こんな「とんちんかん」な書簡をパウリに送ったのでしょうか?
疑問2:天才パウリは何故こんな「とんちんかん」な書簡の中身から、「単一」量子に関する確率解釈という突飛な概念を理解できたのでしょう?
疑問3:こんな「確率解釈」しなければならない奇妙な状況におかれたら、普通ならば理論の前提(ドブロイ)を疑うのが当然でしょう? 1927年当時、左記解釈を裏付けるような実験的検証があったという話を知りません(有名な「二重スリット実験」は1961年です)。 実験的な裏づけが皆無な状況で、こんな奇天烈な解釈がまかり通るようになったのはどうしてなのでしょうか?
疑問4:未だに、不確定性原理の解説に光子をぶつける概念を用いるのは何故でしょう。 論点のすり替えではないのですか?

量子論に関する歴史を中心に片っ端から調査したのですが、いまだ納得できません。 上記疑問には、当方理解不足、誤解があると思われます。 ご専門の方、是非ご指摘とご指導をお願いいたします。

不確定性原理の解説を読むとほとんど測定対象に光子をぶつける例えがでてきます。 しかし本来の不確定性原理とは、ハイゼンベルクが1927年に導出したxΔP≧h/2の解釈であり、量子の「存在位置Δx」を精細に特定すると運動量ΔPの分布範囲が広くなり、逆に「運動量ΔP」を精細に特定すると量子の位置Δxの存在分布が広くなるという(上記数式に関する素直過ぎる)解釈のはずです。 ここには(測定のために光子をぶつけるといった)測定概念など存在しません。 ほとんどの解説書に上記「測定限界」の概念がでてくるの...続きを読む

Aベストアンサー

まず、観測にかけるという事抜きには不確定性を述べることはできません。
もちろん、不確定性原理は観測とは関係ない理論的な所から出てくるわけですが、
実際に観測するからこそ、重要な内容を含んでいると言うことですね(^^)
だからこそ、ハイゼンベルクは実際の観測を想定して、理論の正当性を述べる必要があったと言うことです。
「光子をぶつければ測定対象の位置がずれるのは当たり前」とありますが、
これは、位置が決まっていると考えていますよ。
もちろん量子論に従って、光子もぶつける対象(粒子など)も波動性をもっており、実験前に位置を確定させることはできません。
「位置がずれる」事が問題なのでは無く、光子と粒子が衝突する位置が確定できない事が問題なのです。
あとは、有名な話でもありますし、ハイゼンベルクがここから運動量の不確定性をどう考えて、
どのように自分の理論の正当性を述べたかを振り返ってみてはいかがでしょうか(^^)

参考になれば幸いです(^^v)

Q(C)の問題なのですが、何故この時二つの抵抗が並列接続になると見立てられるのですか?宜しくお願いしま

(C)の問題なのですが、何故この時二つの抵抗が並列接続になると見立てられるのですか?宜しくお願いします。

Aベストアンサー

画像が非常に粗いので、読み間違えているかもしれませんが、(c)は、スイッチを電池ではなく「導通」側に入れているのですよね?

だったら、b点(図の下端)を基準にして、a点に行くルートは、
(1)R2(下の抵抗)を通るルート
(2)スイッチを通って、R1(上の抵抗)を通るルート
の2つができます。
 この2つは「並列」ですね。

 R1(上の抵抗)を、上下反転させてR2(下の抵抗)のすぐ左に移動した図をご自分で描いてみれば分かります。

Q力率測定はオシロスコープを使用した場合どうやって測定するのですか?

機器用スイッチの負荷開閉試験の条件を設定するのに
下記の設定が必要です。
①電圧
②電流
③力率

オシロスコープのみを使用し、③力率の測定は可能なのですか?
可能な場合、測定方法の詳細をご教示お願いします。
※パワーハイテスタ等の電力計を使用せず、オシロスコープの使用で
 力率を測定する方法が知りたいです。

Aベストアンサー

>その波形を基に「位相差」はどうやって分かるのですか?
以下に説明しますが、基礎が分かっていれば、自ずと
わかることなので、基礎知識の不足が心配です。

・オシロの入力をショートして(普通SWが有る)、
ゼロ入力が上下中央になるように、2入力とも調整する。

・電圧と電流の信号をACカップルで入力。周期Tを測定する。
・電圧と電流がそれぞれマイナスからプラスへゼロクロスする点を求め
2点の時間差を測定する(△t)。

(△t/T)X360度=位相差(度)

波形が正弦波になっているか留意すること。

Q電圧計は並列にして内部抵抗をおおきくすることが望ましいらしいですが、 どちにしろ内部抵抗が大きくても

電圧計は並列にして内部抵抗をおおきくすることが望ましいらしいですが、
どちにしろ内部抵抗が大きくても電圧は同じになりませんか?
図のようになりませんか?

Aベストアンサー

電圧計はその+端子とー端子の間の電位差を指す装置です。ですからこの回路図だと、この電圧計は5Ωの抵抗の両端にかかっている電圧を正しく表示します。もし図のように電池の電圧がちゃんと10Vであれば、図の電圧計は10Vを示します。しかし、定格電圧10Vと表記されている電池は必ず10Vをキープするとは限らないのです。10Vと表記されている電池は電流が流れていないときに10Vであるという意味です。一般的に、電池は電流が流れるとそれに比例して電圧が低下します。(これは電池の内部抵抗によるものです。電池の内部抵抗が0Ωなら電圧は低下しません。)図のような回路では電流計の中を5A流れますので電池の中は7Aも流れてしまい10Vをキープできないでしょう。しかし、もし電流計の内部抵抗が大きくなればそれだけ電流が流れにくくなります。電圧計を流れる電流が小さくなれば、電池を流れる電流は2Aに近くなるのです。ですが、回路を流れる電流は存在するわけですから電池の電圧はやっぱり10Vを維持できないので、例え内部抵抗が無限大の電圧計であっても、図の5Ωの抵抗にかかる電圧は10Vより低い値を指します。
まとめ:電圧計を回路に接続することによって、回路を流れる電流が増加し、それによって電源電圧が低下する。その影響を少なくするには、電流計の内部抵抗が大きい(電流計の中を流れる電流を極力少なくする)ほど良いということです。

電圧計はその+端子とー端子の間の電位差を指す装置です。ですからこの回路図だと、この電圧計は5Ωの抵抗の両端にかかっている電圧を正しく表示します。もし図のように電池の電圧がちゃんと10Vであれば、図の電圧計は10Vを示します。しかし、定格電圧10Vと表記されている電池は必ず10Vをキープするとは限らないのです。10Vと表記されている電池は電流が流れていないときに10Vであるという意味です。一般的に、電池は電流が流れるとそれに比例して電圧が低下します。(これは電池の内部抵抗によるものです。電池の...続きを読む

Q直列回路で抵抗を通るのになぜ電流の大きさが同じなのですか? 抵抗はイメージ的に正の電荷が通りにくくな

直列回路で抵抗を通るのになぜ電流の大きさが同じなのですか?
抵抗はイメージ的に正の電荷が通りにくくなるんじゃないんですか?

Aベストアンサー

10人が横一列に並んで(電流)走っています(人数が電流の大きさ)、途中に一人しか通れない道(抵抗)が有ります、縦一列になってとおり抜けます、最初から1人ずつですね、途中で減ると言うことは、体重なり、身長が減るということになりますが・・・・。
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Qさっき質問したように抵抗を通っても電流の値が変わらないのなら電流計の内部抵抗を小さくする必要はないの

さっき質問したように抵抗を通っても電流の値が変わらないのなら電流計の内部抵抗を小さくする必要はないのでは?

Aベストアンサー

その疑問を、自分で解決できるようになると、あなたは一段階進歩します。
あなたの質問って、基礎の基礎の所を「ちゃんと読んでない」ことに起因することが多すぎます。
疑問を持ったら、まず基礎の所を読み直しましょう。
E=RIは基本中の基本です。
これがちゃんと身についてないのです。
勉強をやり直してください。
また、E=RI周辺の勉強をするのに、電荷の速さ、なんて概念は、どこにも出てこないはずです。
日本語、単語の意味を正確に読み取ってください。
ここがいい加減だと、あなたのように、先々躓くので、勉強をやり直すことになり、学習効率が上がりません。
国語力は大事です。あなたのレベルで疎かにするようなことの無いように気をつけてください。


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