コイルに流れる電流について

線径がφ1の銅線を使用して作製したコイル(抵抗1オーム)に、電圧を印加していった場合、そのコイルに流れる電流はI=V/RよりV(A)となりますが、印加電圧を上げていった場合にこの式どおりに電流は流れるのでしょうか？
例えば、20Vの電圧では20A。30Vの電圧では30A、100Vでは100A流すことが可能ですか？
単位面積あたりに流すことのできる電流って決まっていて、ある値に達したところでそれ以上流れなくなるのでは？

No.5 ベストアンサー 回答者： W_edged 回答日時： 2009/12/11 09:56

＃２です。

（１）～（３）は、概ねよろしいかと思います。
細かいことを補足しますと、被覆の絶縁物まで考えると、絶縁物の最高許容温度も関係してくると思いますので、裸電線の場合と若干の違いがあるでしょう。
また、「コイルに流れる電流の限界値は～」は、銅線が物理的に溶断して電流が流せなるということと、電気の安全のために許容電流までしか流すことができない、という２つの意味がありますので、念のため。

参考までに、
●電線の溶断電流の公式

溶断電流Ｉ[A]＝a*ｄ^1.5
a:材質によって決まる定数
d:電線の直径[mm]

ａの値
銅：80
アルミ：59.2
鉄：24.6

したがって、直径１ｍｍの銅線は、８０[A]で溶断することになりそうです。

この回答へのお礼

ありがとうございました。
大変参考になりました。

お礼日時：2009/12/14 09:37

No.4 回答者： KEN_2 回答日時： 2009/12/11 00:58

ANo.3 です。

ほぼ理解されたようですが、補足説明いたします。
>以上のことから、コイルに流れる電流の限界値はその時の抵抗値(温度変化により変化)のみで決まり、流せなくなるのは銅線(絶縁皮膜)の破壊が起きた時ということでいいのでしょうか？

コイルに流せる電流の限界値は、温度上昇と上昇による絶縁劣化で規定します。
＃２様の＜内線規定では１６Ａぐらい。＜＞はこれに相当します。
（多少安全率を見込んだ数値となっています。）
流せなくなるのは銅線(絶縁皮膜)の破壊が起きて、銅線が溶断した時となります。
ちなみに、＃１様の
＞ただしホットスタートやコールドスタートによっては短時間許容電流が異なります。
は、温度上昇を防止すると許容電流が異なり、短時間であれば数倍の電流が流せるということです。
　

この回答へのお礼

ありがとうございました。
大変参考になりました。

お礼日時：2009/12/14 09:38

No.3 回答者： KEN_2 回答日時： 2009/12/10 01:09

線径がφ1であれば20A程度で発熱が増加し、短時間なら20Aから30A程度は可能でしょうが

それ以上は危険で20Aを長時間流していると、周囲の絶縁体や固定用の支持物を焼損させる
可能性大です。
最大20Aで１分以内ならセーフでしょう。
　

No.2 回答者： W_edged 回答日時： 2009/12/09 11:37

そうですね、限界があります。

まず、許容電流というのがありますから、線の太さに対して、大きな電流を流すと焼ききれます。
線径がφ1ですと、内線規定では１６Ａぐらい。
それと、大きな電流を流せば、加熱してくるので、導体の温度係数が変わりますから、抵抗値は変わってきます。したがって、単純に比例しないはずです。
参考
軟銅線の場合、温度ｔの時の温度係数は、
αｔ＝1/（234.5＋ｔ）
となります。
温度がｔからＴに変わったとき、そのときの抵抗ＲＴは、
ＲＴ＝Ｒｔ＋Ｒｔ・αｔ（Ｔ－ｔ）
（Ｒｔはｔ℃のときの抵抗値）

この回答への補足

回答いただいた皆様、ありがとうございます。
確認したいのですが、
(1)コイルに流れる電流は基本的にはV=I*Rの通りに流れる。
(2)ただし、そのときの抵抗値は電流が流れることにより発熱、温度上昇するため、大きくなった抵抗値により電流値は決まってくる。
例えば、R0、I0をそれぞれ室温での抵抗値、電流値とした場合、I1<I0となった場合、コイルの抵抗値R1は温度上昇によりR1>R0(R1=V/I1)となっている。
　⇒逆に言うと、その時のコイルの温度は
　　　ＲＴ＝Ｒｔ＋Ｒｔ・αｔ（Ｔ－ｔ）より求めることができる。
(3)さらに電圧を上げていき、大きな電流を流すと発熱により銅線が焼ききれる。

以上のことから、コイルに流れる電流の限界値はその時の抵抗値(温度変化により変化)のみで決まり、流せなくなるのは銅線(絶縁皮膜)の破壊が起きた時ということでいいのでしょうか？

補足日時：2009/12/10 09:08

No.1 回答者： sentakuya 回答日時： 2009/12/09 11:20

経験と勘で１ｍｍΦでは電流１０Ａが限界でしょう。

＜ＰＳ＞
ただしホットスタートやコールドスタートによっては短時間許容電流が異なります。