発電機の作り方を教えてください。
夏休みの自由研究で出したいと思いましたが、受験生なので早めに行いたいです。
地震の影響で、電気の大切さを問われている時にぴったりの研究だと思います。

希望スペックは、
(1)700W程度
(2)100V程度
(3)1時間以上は使える。
(4)予算は、2000円程度ですが、オーバーしてもかまいません。
(5)使用燃料はといません。

中学生が行うには、無謀の事は承知しています。

御回答お願いします。

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A 回答 (5件)

予算に関しては新品部品で自作するのであれば2桁足りませんね。


自動車やバイクなどの解体部品を使っても¥2000ではとても無理です。

先ず最低でも3~5馬力程度(最大出力の発生回転数にもよる)の出力のあるエンジンが必要です。それから発電機本体ですが100V(多分AC100Vの事でしょう)のものは入手が難しいでしょう。自動車用の12Vの発電機で出力が1KW程度あるものが必用でしょう。それから直流を交流に変換するインバーターも必要ですし、12Vのバッテリーか大容量の電解コンデンサーも必要ですね。そのほかにも大電流を扱える電線やエンジンや発電機を取り付けるフレームや動力を伝えるベルトやプーリーなども必要になるでしょう。

また、部品がすべてそろったとしても、工作をするのには金属を切ったり穴を開けたり溶接したりという作業が必要ですし、回転部分はそれなりの精度が無いと壊れます。エンジン関係では回転速度を調整するための機構が必要になりますが、電気を取り出したときに使う電気の量に応じてエンジンのアクセルの開け閉めをしなければならないので、手動で行うのであればそのための機構が必要です。市販の発電機のように自動で行うにはガバナーという装置が必要になりますが、これはエンジンや発電機に合わせて作るものなので、ちょうどいいというものは先ずないでしょうから、自作ということになりますが、相当高度な工作技術とある程度の設計技術が無いと無理ですし、旋盤やフライス盤といった工作機械も必要です。

模型の発電機程度なら中学生でも可能ですが、実用になるものをと言うのであれば、少なくても機械要素の基礎、電磁気学の基礎、機械設計の基礎、電気工学の基礎ぐらいは覚えてからで無いと設計すら無理でしょう。

数馬力という小さな出力でもエンジンを使うとなると、設計が悪いと破損して大怪我ということも考えられます。高速で回転するプーリーやベルトが外れて人にでも当たったら大変ですし、取り付けの強度が持たずエンジンや発電機自体がはずれでもしたら大変です、電気火花などが燃料にでも引火したら火災の可能性もあります。

先ずは模型程度のものを作り構造やそこに使われている技術を確実に理解してからやるべきことです。エンジンを動かすには何が必要かわかりますか?実際の発電機はどういう仕組みになっているかわかりますか?発電された電気の電圧や周波数を一定に保つ仕組みはどうなっているかわかりますか?仕組みのわからないものは設計できないんですよ。設計が出来なければ作る事もできません。
ベテランの技術屋さんの中には図面も書かずに簡単な機械を組み立てしまう人もいますが、そういう人たちは紙に書かなくても、頭の中で設計図がかけるくらいの知識と技術を持っているんです。基礎を知らずに機械をいじるのは非常に危険なのでやめておくべきです。
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この回答へのお礼

長文ありがとうございました。

とても、よく分かりました。

無理ということですね。
ありがとうございました。

お礼日時:2011/04/11 17:53

http://www.nhk.or.jp/daijikken/backnumber/
厳しい回答が並んでいますが
中学生向けにスペックを修正するだけで
それなりに夏休みの自由研究程度にはなるでしょう

>(5)使用燃料はといません
ごはん腹一杯

http://www.daikagaku.jp/content/vol007/
NHK大科学実験
実験07「人力発電メリーゴーラウンド」
これの規模縮小版ならそれなりに可能であろう

ただ、これでも2000円では無理
自転車は通学用に使ってるのを36台集めればそれなりに
http://www.cycle-yoshida.com/shimano/hb/hd/dh_t6 …
電圧・出力:6V・2.4W(2N), 6V・3.0W(3N)
自転車用ダイナモのスペックが見つからない
6V*36台=216V、108W


同規模の実験も可能では有るが
確か本実験はプロの競輪選手が必死に漕ぎ続けた結果として
メリーゴーランドを辛うじて回せた程度
(2.2kwと記載されていますね)
確か番組では発電機の電力をバッテリに充電して
それをインバータで3相200Vにしてたように思う
↑のサイトにはその辺りの事情は記載されていない


中学生なら何名必要かな?
(中学に自転車部って有るかな?)

脚力が勝負なのだから陸上部長距離選手とか集めればそれなりに対抗可能か?


http://www2s.biglobe.ne.jp/~y_suzuki/trendy/bicy …
http://www2.oninet.ne.jp/itano/zinriki.html


蛇足ですが
http://slashdot.jp/hardware/article.pl?sid=11/04 …
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さんざんですね



えー2000円程度でそのスペックの発電機ができれば、今騒がれているような原発など必要なくなります。

明日の日本の為にいっぱい勉強して是非、安価で高性能な発電機を製造してください。

日本にとどまらず、地球を救うこともできます。
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発電機の仕組みは簡単です。

中学生ならもう習ったのではないでしょうか?
まだ習っていないとしても簡単ですからすぐに理解できるでしょう。

ネット上でもいくらでも仕組みについての情報が載っています。
http://www.yonden.co.jp/life/kids/museum/survey/ …
http://www.geocities.jp/hiroyuki0620785/ouyou/ge …
http://www.mhi.co.jp/products/expand/wind_kouza_ …
http://www.nagatac.co.jp/animation/dynamo_v2.htm
http://www.pref.kagawa.jp/kankyo/gakushu/progam_ …
http://www.jeea.or.jp/course/contents/12125/


ただ問題があります。あなたの出された希望スペックです。3番目の1時間以上は使えるなどはわざわざだすスペックではありません。1時間で壊れる程度のものではありませんのでどうしてこのようなスペックが出てくるか理解できません。逆に言うとこのようなものをスペックに出すということが理解していないということになります。さらに問題なのは1,2,4です。5の使用燃料の予算を入れないとしても予算2000円程度では無理でしょう。
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そんなものが作れたらノーベル賞ものです。

原子力発電所もいらなくなりますね。
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Q風力発電機を自作したいのですが

ペットボトルなどを利用した簡単な風力発電機を作りたいと思っています。
使用するモーターはミニ四駆などで使われる一般的なものです。

そこで質問なのですが、発電した電気を貯めるにはどうしたらいいのでしょうか。
使用するバッテリーや、それに繋げる方法を教えてくれるとうれしいです。

Aベストアンサー

はじめまして♪

わたしも中学生とかの頃にモーターで発電って、遊んだ事があります。

充電が難しいんですよねぇ。(YoY)

モータがー動くのに3Vとか4.5Vとかでしょうが、回して発電させた場合、電圧は一定せずつねにふらつきます。
このため、充電池の電圧より低い発電、極端な例は風邪が無くて回らない時、電池からの電気で、モーターが回って電気消費ですね。

このため、電気の流れが一方通行となるようにします。

具体的にはダイオードと言う部品で一方通行にします。

単純な原理としては、上記の状態で良いのですが、実際には電池に溜まった電圧より高いときだけ通電するスイッチが必要となり、この部分を回路で自動化するには充電量と同じ程度の回路内の消費電流が必要に成ったりするので、現実的には6Vのモーターで1.2Vのニッカド電池を充電するのが精一杯と言う所のようです。

効率の良い回路は部品を組み立てて作るのがほぼ難しく、大量生産されている小型機器を流用する事は可能でしょう。
簡単に言えば、小型のソーラー発電機、ケータイなどの充電に使う機器には回路の前半分が備わっています。
ケータイ側に電池充電をコントロールする回路(デジタル回路とコントロールソフトウエア)が組み込まれています。

壊す事を恐れなければ、ソーラー発電でケータイ充電を行う機器を改造し、ソーラーパネルと観賞しないようにダイオード等で電流の方向を制限して両方で発電出来るようにすれば、実用上利用可能に成るかと思います。

小型の充電池は小さいのに大きなエネルギーを扱うので、充電時のコントロールを無視すれば発火や爆発等で人命にもかかわります。

その意味では自動車バッテリー等の昔から存在する簡素な原理の充電池が良いのですが、鉛と硫酸という健康に影響が出る内容物を扱いますので注意を怠らないと言う意味では同じ様な扱いとも言えますね。(それでも、いきなり発火や爆発の可能性は低く、ガスの発生事故程度でしょう。ガスは刺激性が強く、有毒性ですので、多量に浴びたり吸い込まないようにしましょう。私も目がチカチカ、喉が痛く成った事は有ります。)

この、鉛蓄電池とも言われるバッテリーの場合、入手し易いのはバイクや車用で6V,12V,24Vでしょうから、モーターを直列にして規定電圧以上の発電を目指して、ダイオードで逆流防止するだけでも、一応は利用出来そうです。

費用対効果と言う事からは、多少疑問もあるのですが、工作と研究と言う部分では面白いと思います。

電気を貯めておく と言う事がとても難しいと言う良い経験に成るでしょう。

ニッカド電池やリチュームイオン電池、エネループやエボルタなどのニッケル水素電池には充電しようと考えない方が無難です。 ほんとに人命に関わる事故の可能性が高く成りますから、むしろ電池の特性を十分に考えない人には「絶対ダメ!!」と言いたい程です。
(まぁ、鉛バッテリーだって、間違えば病院行きとか家が丸焼け火災の可能性も否定出来ないので、あまりオススメはできませんけれどね。苦笑)

市販のプロペラとモーターと充電のキットがなぜ安く無いかは、多少ご理解戴けたら幸いです。

販売する場合は危険性が有れば訴訟問題に発展するので、とても慎重な設計と説明書の添付が必要に成りますものね。

危険が少ない範囲で、がんばってみてください♪

はじめまして♪

わたしも中学生とかの頃にモーターで発電って、遊んだ事があります。

充電が難しいんですよねぇ。(YoY)

モータがー動くのに3Vとか4.5Vとかでしょうが、回して発電させた場合、電圧は一定せずつねにふらつきます。
このため、充電池の電圧より低い発電、極端な例は風邪が無くて回らない時、電池からの電気で、モーターが回って電気消費ですね。

このため、電気の流れが一方通行となるようにします。

具体的にはダイオードと言う部品で一方通行にします。

単純な原理としては、上記の状態で...続きを読む

Q簡単な水力発電を作りたい

模型用モータを使って簡単な水力発電を作っています。
水車の軸にモータを接続してモータの軸を回して豆電球を点灯させる仕組みです。
水車は勢いよく回るのですが電球が点灯しません。
どなたかアドバイスをいただけないでしょうか?

Aベストアンサー

>手でモーターをつまんで回しても光っている映像を見たことがあります。
>その程度で光るものではないのでしょうか?

モーターの軸の直径に円周率を掛けて軸の円周長さを求め、指による動き(移動量/時間)を計算し、
どの程度の回転数/秒で回している事になるのか計算してみると良いですよ
それと、水車の具体的な回転数と比較して見てください。

>より小さな電力でも発光する素子というと例えばどんなものがありますか?
既に、回答がついている通り、麦球やLEDなど

例えば、下記のリンク先でCK1010-13 1.5V-15mAとか
http://www2.ttcn.ne.jp/ota-minilights/shopping-bulbs.htm
ただし、過電圧を加えると直ぐに切れます。

また、豆電球と言ってもピンキリです、7.2V-1A用と1.5V-0.15A用では
後者の方が小さな電力で発光を視認できる事を期待できます。
そもそも今使われている豆電球は何V・何A用でしょうか?

また、定格VF=1.8V等の赤LEDなども僅かな電流から発光を視認できます。
ただ、こちらはより少ない電流から発光を視認できますが、電圧は0.9V以上程度は
必要なので電圧があまりに低い場合は発光の視認は難しくなります。

>手でモーターをつまんで回しても光っている映像を見たことがあります。
>その程度で光るものではないのでしょうか?

モーターの軸の直径に円周率を掛けて軸の円周長さを求め、指による動き(移動量/時間)を計算し、
どの程度の回転数/秒で回している事になるのか計算してみると良いですよ
それと、水車の具体的な回転数と比較して見てください。

>より小さな電力でも発光する素子というと例えばどんなものがありますか?
既に、回答がついている通り、麦球やLEDなど

例えば、下記のリンク先でCK1010-13 1.5V-1...続きを読む

Q発電機の自作

可能かどうか教えてください。

電気を使ってモーターが回る。
逆にモーターを回すと電気が発生する。
この方法を使って
自転車を漕ぐ→電動ドリルの芯を回転させる→バッテリーに充電→電化製品を動かす
は可能でしょうか?

Aベストアンサー

#3の方が仰るように交流(コンセントの電源)で回るような電動ドリルは、そのままでは発電機として使えません。それは模型のモーターのような永久磁石が使われていないからです。模型のモーターで永久磁石があるところも、ドリルのようなモーター(一般にユニバーサルモーターと呼びます)では電磁石になっているので、電源につながない状態ではどこにも磁力がないからです。磁力がないところでいくらコイルを回転させても発電は出来ませんので、コンセントから電源取るタイプの物では無理です。

一方、充電式のコードレスドリルなどは、基本的には永久磁石を使った模型のモーターと同じ構造ですので発電機として利用できます。

ところで、本題の自転車式の発電機ですが、これはよほどうまく作らないと電球をつけることも大変なものになってしまいます。電気的な問題よりも機械的な問題であまりにもロスが多いのです。タイヤにローラーを押し付けて回転させる方式が多いようですが、この方式ではロスがあまりにも多すぎますし、ドリル内部のギアもロスがかなりありますので、思ったような電力は発生できないでしょう。

自転車で発電をするのであれば、最近の自転車のヘッドライトの発電機に使われているハブダイナモのように比較的ゆっくりした回転でも十分に発電できるものを使って、後輪の変わりにハブダイナモを直接回してやるなどしたほうが現実的でしょう。

おまけ
コンセントの電源で回るドリルになぜ永久磁石式のモーターが使われないのでしょうか?永久磁石を使った方が、わざわざ電磁石を使うより簡単なのに、コンセントから電源を取るものには使われません。
実は、使われないんじゃなくて使えないんです。永久磁石式の模型のモーターにコンセントのような交流電流を流すと、ただブルブルと振動するだけで回転しません。なぜかというと交流電流は電気の+と-が周期的に入れ替わっているからなんです。模型などのモーターは内部にあるブラシと整流子の働きで、永久磁石に対していつでも同じ方向に力が加わるようにコイルに流す電流を切り替えていますが。電源自体がこれとは関係なく+と-に切り替わってしますので、右回り・左回りを細かく繰り返すだけになってしまうのです。それでは困るので、永久磁石の替りに電磁石を使い回転子の外側の磁石の極性も一緒に切り替えるようにしてやれば、+・-が切り替わってもいつでも同じ方向に力が掛かるのでつけるというわけです。

#3の方が仰るように交流(コンセントの電源)で回るような電動ドリルは、そのままでは発電機として使えません。それは模型のモーターのような永久磁石が使われていないからです。模型のモーターで永久磁石があるところも、ドリルのようなモーター(一般にユニバーサルモーターと呼びます)では電磁石になっているので、電源につながない状態ではどこにも磁力がないからです。磁力がないところでいくらコイルを回転させても発電は出来ませんので、コンセントから電源取るタイプの物では無理です。

一方、充電式...続きを読む

Q風力発電について

小学4年の息子が、夏休みの自由研究で「発電」についてやってみたいということで、色々と調べていくうちに、
http://www.plusone-edcom.jp/openschool/kaze.html
上記のページの風力発電装置を作ってみることにしました。

かなりきっちり作成し、発電実験をしてみたのですが、うまくいきませんでした。
扇風機の風(最強)をあててプロペラを回しても、豆電球とつなぐと、いきなり回転数が落ちて、豆電球はつきません。(つなぐ前は、プロペラが円に見えるくらいに勢い良く回っていました)
もちろん、上記HPのとおりの「もうひとつのプロペラを回す」というのもやってみましたが、全く回りません。

ソーラーモーターを購入した模型屋さんで相談してみたら、風力発電で豆電球をつけようと思ったら、相当な風力(たとえば自動車につけて走るとか?)が必要と言われてしまったため、そろそろまとめに入る時期なので、結局手回し発電機をつくることにしました。(こちらはギア等を使用したので、かなり強い発電・・・といっても、プロペラと豆電球を同時につける程度ですが・・・に成功しています)

息子は模型屋さんのお兄さんの説明に納得しているようなのですが、わたしはちょっと疑問に思っています・・・(疑っているという意味ではなくて)
何か間違っていたか、他に方法があったのではないか?と。

自由研究自体は、風力発電装置の作成に失敗したということで進めているので、急いでいるわけではないのですが、どなたか良いアイディア、または私でも納得できるようなお話を聞かせてもらえればありがたいです。
よろしくお願いします。

小学4年の息子が、夏休みの自由研究で「発電」についてやってみたいということで、色々と調べていくうちに、
http://www.plusone-edcom.jp/openschool/kaze.html
上記のページの風力発電装置を作ってみることにしました。

かなりきっちり作成し、発電実験をしてみたのですが、うまくいきませんでした。
扇風機の風(最強)をあててプロペラを回しても、豆電球とつなぐと、いきなり回転数が落ちて、豆電球はつきません。(つなぐ前は、プロペラが円に見えるくらいに勢い良く回っていました)
もちろん、上記...続きを読む

Aベストアンサー

「風力発電装置の作成に失敗したということで進めている」というのはちょっと残念ですね。うまく行かない、ということから、ではいったい何が起こっているのだろうか、と考えていくところに「自由研究」の醍醐味があると思います。
 テスターがあるなら、電圧や、電流を計れるので、随分と先へ進めると思うのですが、小学4年生では範囲を超えすぎなのでしょうか?
 実際にどれくらいの電圧が発生しているのか、それから、豆電球をつないだ時にはどれくらいの電流が流れているのか、豆電球を乾電池につないだ時と比べることができれば、なぜ豆電球がつかなかったかが確かめられるのですが。
 電流が足りないなら、もっと負荷の少ないものだとうまく行くのか、とか、発電の力が弱いのなら、それは発電機自体の力の問題なのかそれとも、羽を工夫したり、二重に羽をつけたりしたらもっとうまく発電できるのか?とか、いろいろな発展の方向性があるように思います。そういう中から、電球って思った以上に電気を使うんだとか(だから節電のためにこまめに電気を消すっていうのもなるほどだとか)、風から電気を起こすってそう簡単じゃなくってかなり強い風が必要だったり、その風の力をうまく取り入れる工夫がいろいろ必要なんだということが実感できるというそのことが貴重な体験になると思います。
 仕上げとして「本物」の風力発電について調べてみるのも面白いと思います。その時には、OK Web の「電力発電」のカテゴリーの内容もお役に立つかもしれません。
http://virus.okweb.ne.jp/oshiete.php3?c=588
 いい自由研究になるといいですね(^o^)

参考URL:http://virus.okweb.ne.jp/oshiete.php3?c=588

「風力発電装置の作成に失敗したということで進めている」というのはちょっと残念ですね。うまく行かない、ということから、ではいったい何が起こっているのだろうか、と考えていくところに「自由研究」の醍醐味があると思います。
 テスターがあるなら、電圧や、電流を計れるので、随分と先へ進めると思うのですが、小学4年生では範囲を超えすぎなのでしょうか?
 実際にどれくらいの電圧が発生しているのか、それから、豆電球をつないだ時にはどれくらいの電流が流れているのか、豆電球を乾電池につないだ...続きを読む

Q中学生 科学工作

中学生 科学工作

私は中1です。 夏休みの宿題に「科学工作」の宿題がでました。
でも、何を作って良いかまったく分かりません。 
誰か、簡単で中学生らしい科学工作を知っている方、教えて下さい!

※工作キッドなど販売している物を作るのは禁止されています。

Aベストアンサー

 工作キッドをそのままでは駄目ですね。ただ原理などの参考になりますよ。

 科学館とかに体験出来る装置があります。それを簡単にするなどのヒントもあります。

 工作キッドは誰でも作れて同じ物になるからです。作ったら終わりなんですよね。その仕組みを理解していないからです。

 でも、そのキットの中の部品を使って別の物を作ればいいのです。実際にキットの中身は良い物が欲しいものが入っていて、他にその部品を探すと苦労する物も多いですから。

 一番便利なのが磁石です。また、コイルを自分で作るラップの芯に巻き付けるだけでも作れますね。

 工作キッドを一度作って、それから応用という形でのステップアップならば先生も文句言いませんよ。科学的にこういったことでと説明してあげれば。

Q自宅前の小川からの電気を使うことは可能ですか?

こんにちは、質問させていただきます。

自宅の前に小さな川があって、その川が(急流でもなく沈滞してもなく)普通の速さで流れる川だったら、そこに小型の水車などを設置して発電し、その電気を家に引いてエアコン一台なんかを立派に使う…、なんてことは出来るでしょうか…?

大学初年度レベルの、基礎の電気回路と電磁理論をずっと昔に勉強しましたが、今現在にきちんと覚えているのは中学生レベルまでで、発電所や変電所の仕組みは、ネットを調べてもぼんやりとしか分かりません。
今回の質問で考えてしまうのは、部品や機器があれば出来そうだけども、そこで発生した起電力は(川の流れ方によって)不安定になるんじゃないかな…とか、電流の周波数を50もしくは60Hzに変換するのはどうするのかな…とか、電力会社から送られてくるような品質の電気(家のコンセントから得られる電気)は自宅近くでも作って使えるのだろうか…、といった疑問です。
とくに、発電時の起電力が水車で発生する程度で、送電線が自宅まで100mぐらいであるといった、小規模な発電・送電のとき、変電工程はどのようになるのだろう?と思います。

自家用水力発電機みたいなのがあったら、電気代節約になっていいな~…と、ふと思ったのですが、自分がやるのは法律的にまずそうな気がするのと(もしやれるなら電験とかの資格が要る気がします)、一人でやったら逆にお金がかかりそうなので実際やるわけではありません。でも、技術的に可能なのかどうか、気になって質問させていただきました。

ご回答よろしくお願いします。

こんにちは、質問させていただきます。

自宅の前に小さな川があって、その川が(急流でもなく沈滞してもなく)普通の速さで流れる川だったら、そこに小型の水車などを設置して発電し、その電気を家に引いてエアコン一台なんかを立派に使う…、なんてことは出来るでしょうか…?

大学初年度レベルの、基礎の電気回路と電磁理論をずっと昔に勉強しましたが、今現在にきちんと覚えているのは中学生レベルまでで、発電所や変電所の仕組みは、ネットを調べてもぼんやりとしか分かりません。
今回の質問で考えてしまうの...続きを読む

Aベストアンサー

できるか、できないかなら、「無理」。
理由:エアコンを動かすということから、400Wの発電とします。
落差が無いところに設置するための水車だと、直径40cm、長さ50cmで100Wくらいの発電量です。
ただし、100Wというのは、それなりに流れが速い場合の発電量で、それでも4つ必要。
もしくは、昔ながらの粉挽き用の水車が必要。(小型じゃないけど....)
 ※川の流れが遅いと、水車の回転もゆっくりなので、大きくなってしまいます。これは技術的にどうしようもありません。
ここの、写真2を参照。(設置場所:山梨県都留市の市役所そば。)
http://sangakukan.jp/journal/journal_contents/2008/05/articles/0805-02-2/0805-02-2_article.html
もし、水路に50cmでいいから段差があれば、同じ大きさの水車で家庭1件分の電力は楽に発電できます。

ただ、実験ならとにかく、本格的に作る場合、洪水のことを考えないとなりません。
写真2~4の状態で洪水が来たらあふれてしまいます。つまり、堤防の改修が必要。
そうすると、水車発電機と堤防改修で、少なく見ても100万~300万かかります。
それだけお金をかけて、かつ、急流部で100W(居間用の蛍光灯1式くらい。)なので、
それでもやりたいですか?

>電力会社から送られてくるような品質の電気は自宅近くでも作って使えるのだろうか
電力会社管轄の水力発電所は、周波数を一定とするために、水車の回転速度を自動制御できるようになっています。
ただし、これは、上記写真の水車と違って高速回転する水車だからできるのであって、低速回転の場合、回転速度の調節ができないから、
発電→バッテリーに蓄電→インバータで交流にする
ということが必要になります。

できるか、できないかなら、「無理」。
理由:エアコンを動かすということから、400Wの発電とします。
落差が無いところに設置するための水車だと、直径40cm、長さ50cmで100Wくらいの発電量です。
ただし、100Wというのは、それなりに流れが速い場合の発電量で、それでも4つ必要。
もしくは、昔ながらの粉挽き用の水車が必要。(小型じゃないけど....)
 ※川の流れが遅いと、水車の回転もゆっくりなので、大きくなってしまいます。これは技術的にどうしようもありません。
ここの、写真2を参照...続きを読む

Q強力な電磁石の簡単な作り方

普通の磁石と同程度の磁力を持った電磁石の作り方を教えて下さい。
あるいは方法を紹介しているURLを教えて下さい。
材料はホームセンターで簡単に手に入るものに限定します。
電磁石を使ってアラゴーの円盤(電磁誘導)を実現するのが目的です。
(ネットで色々調べ、電池一個で強力な磁力を発生させているものも見かけましたが、
形状・サイズなど都合の良い材料がなかなか見つかりません。)

Aベストアンサー

(実験した事はありませんので、おそらく最大になるだろうという考察です)

まず、コイルは内径が大きく、外径が小さいほど良いです。
次に、コイルの幅は狭い方が良いです。
電流はたくさん流れる方が良いです。
巻き数は多いほうが良いです。

つまり、層は少ない方が良いが、巻き数は多い方が良いので相反しています。適度な巻き方を探す必要はあります。
次に、電池(電源)の内部抵抗と同じ抵抗のコイルを作る必要があります。(その時電力が最大になります)
電池だと直流のため、導線の抵抗値のみを考えればいい事になります。(コイルのインダクタンスは無視できる)
導線の抵抗値が1m辺り何オームなのかを測り、電源の内部抵抗を調べ、同じ抵抗値になる長さを切り出します。
なるべくコンパクトに巻きます。

次に鉄心です。
棒状の鉄心よりはE型のような形状の鉄心の方が磁束が逃げにくいため強力になると思われます。
Eの内側中棒にぎゅうぎゅうになるようにコイルを巻いた時が最大になると思います。

以上より、
1.途中までねじがきってある太目の鉄製のボルトにコイルをぎちぎちに巻きます。
2.鉄のお猪口(状のもの)の中心に先ほどのボルトがしまるねじをきります。(出来れば1のコイルの太さにぴったりの内径)
3.1と2をくっつけます。
コレで最大になるんじゃないかと思います。

無理ならコの字型の鉄材の真ん中にねじを切り、鉄心もダイスでねじをきり、コイルを巻いて取り付けます。
コの字の鉄材はレールのようなものをカット、鉄心は鉄の棒をカットすれば良いと思います。

電磁石をON,OFFするのなら鉄は焼き戻す作業が必要になります。
コレをしないと鉄が磁石になってしまいます。

棒状の磁石なら、コイルを端に巻く事が重要になると思います。
がんばってください。

参考URL:http://www.osaka-c.ed.jp/sog/kankoubutu16/kenkyuu16/pdf/b01/2.pdf

(実験した事はありませんので、おそらく最大になるだろうという考察です)

まず、コイルは内径が大きく、外径が小さいほど良いです。
次に、コイルの幅は狭い方が良いです。
電流はたくさん流れる方が良いです。
巻き数は多いほうが良いです。

つまり、層は少ない方が良いが、巻き数は多い方が良いので相反しています。適度な巻き方を探す必要はあります。
次に、電池(電源)の内部抵抗と同じ抵抗のコイルを作る必要があります。(その時電力が最大になります)
電池だと直流のため、導線の抵抗値の...続きを読む

Q自由研究レベルで太陽電池の簡単な実験装置の作り方は

小学校の夏休みの自由研究で太陽電池を使って発電する簡単な実験装置を作りたいと思っています。安価な太陽電池のパネルや必要な部品の他、回路図などを入手することは可能でしょうか?
あるいは、手軽に手に入れられる教材などがあれば教えていただけませんでしょうか?

Aベストアンサー

電子工作キットを扱っているところにいけば入手できます。
昔からある有名どころとしてはエレキットなど。
http://www.elekit.co.jp/product/4a532d363130
http://www.elekit.co.jp/product/4a532d363930

燃料電池で走るミニカーのキットなんかもあります
http://www.elekit.co.jp/product/4a532d37393030

秋葉原に店舗がある秋月通商では各種電子パーツを扱っています。
通販もやっています。
http://akizukidenshi.com/catalog/default.aspx

ソーラーパネル単品
http://akizukidenshi.com/catalog/c/csolar2/

QACモータを水車の発電機として使うことは可能でしょうか?

DCモータに回転を伝達して,発電機として使用する
ことを検討していたのですが,ブラシの問題や価格の
問題からACモータを使った方がいいかもしれないと思ったのですが,ACモータは逆に発電機として使う事は可能なのでしょうか?可能ならば詳しいホームページなど教えていただけないでしょうか?よろしくお願いします.

Aベストアンサー

補足です。
私は小型モーターの世界しかおつきあいが無く、発電器には無縁なので、用語は回答2の方の方が正しいと思います。
で、回答1をわかりやすく修正します。

家庭用の誘導モーターで、発電器に使用できる物はありません。
たとえば扇風機や冷蔵庫のモーターなどは、原理的に発電できません。

電気子と界磁にコイルを使ったモーターならば、発電に使用できます。
ただし、電機子に電流を流すのにブラシが不可欠ですから、ブラシレスはムリです。
家庭用のACモーターで発電に使用できてブラシレスというのはも見た事がありません。

一番簡単なブラシレスは、電機子にコイルを使用しない物です。
ただ、その構造の誘導モーターでは発電は不可能です。
電気子が永久磁石になっている物なら発電できますが、そういう構造の家庭用モーターは見たことがありません。

他の方の回答にもありましたが、すなおに発電器を使用するのが得策かと思います。
小さい物では自転車用の、もっと大きな物では自動車用の発電器が手軽だと思います。

Q自転車で自家発電する方法

 ドラマやアニメでよく出てくる自転車で自家発電というネタですが、実際にはどうやって作るんでしょうか?。
 ある漫画でソケットを自転車のダイナモに接続するだけで簡単にできると紹介されていましたが、本当なんでしょうか?。
 どこかの大学の研究室がネットにそういうのを紹介していればありがたいんですが。

Aベストアンサー

「自家発電」が家庭用の100Vの事を言っているのであれば、簡単ではありません(ができなくは無いです)。

自転車の発電機は通常6V程度の交流発電機になっています。
家庭用の100Vにするには

1.交流を直流に変換する(整流)
2.必要に応じてバッテリに充電する
3.バッテリに蓄えられた直流電圧をDC/ACインバータという機器で交流100Vに変換する。

この3のインバータが安いものではホームセンターやカー用品で2~3千円程度からありますので、自分で作っても5千円位でできるとは思います。

ただし、あまり電力消費の大きな機器は無理とおもいます。
スポーツジムなんかにある自転車型の機器(エアロバイク)で漕いでみると分かりますが、負荷を上げてゆき100ワットを越えた辺りから結構重くなって来ます。例えば50Wのテレビを2時間見るには100ワットの負荷で1時間漕ぎ続けるエネルギーが必要になります。しかも実際には100Vに変換されるまでには結構なエネルギーロスがあるのでさらに数割増し程度の負荷がかかることになると思われます。

という事で実現するとすれば、先ほどの「スポーツジムのエアロバイク」で発電したエネルギを使うのが現実的かと思われます!。

#100Wでがんばる人が20人いれば2KWですね。絶え間なく漕いでもらえれば家庭用の電力くらいは…。

「自家発電」が家庭用の100Vの事を言っているのであれば、簡単ではありません(ができなくは無いです)。

自転車の発電機は通常6V程度の交流発電機になっています。
家庭用の100Vにするには

1.交流を直流に変換する(整流)
2.必要に応じてバッテリに充電する
3.バッテリに蓄えられた直流電圧をDC/ACインバータという機器で交流100Vに変換する。

この3のインバータが安いものではホームセンターやカー用品で2~3千円程度からありますので、自分で作っても5千円位でできるとは思います。...続きを読む


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