大学で単相変圧器の無負荷試験時と短絡試験時の損失を測定する実験をしました。
その際に変圧器のL形等価回路を調べ、その回路定数を無負荷試験時と短絡試験時の結果から算出するというのをやったのですが、説明を聞いてもわかりませんでした。

L形等価回路はわかったのですが、回路定数を無負荷試験時と短絡試験時の結果から算出するやり方がよくわかりません。
どなたかやり方、または参考になるサイトなど知っていたら教えて下さい。

お願いします(__

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A 回答 (1件)

↓の第1図と第2図の折衷型をL形等価回路とします。



無負荷試験では励磁回路のみとなります。
実験結果の電圧電流位相差から2つの要素を計算します。

短絡試験では電圧が低いので励磁回路を無視します。
実験結果の電圧電流位相差から2つの要素を計算します。

位相差は電圧、電流、電力から求めることも出来ます。

参考URL:http://www.jeea.or.jp/course/contents/05101/
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Q平滑回路の特徴について

(1)平滑回路には、コンデンサインプット形とチョークコイルインプット形がありますが、
コンデンサインプット形は、高電圧が得られるが、電圧変動が大きい
チョークコイルインプット形は、電圧変動が小さいが、高電圧が得られない
とあるのですが、この理由と言うか、回路を見てもなぜそうなるのかがわかりません。両者の特徴についてその原理を教えていただけないでしょうか。

(2)また、平滑回路にさらに直流にするためろ波回路なるものをつけるとあるのですが、どういうものなのでしょうか。

(3)また、このチョークコイルとはどういったコイルなのでしょうか?構造など一般的にいう鉄心に巻きつけたようなコイルとは違うのでしょうか。

Aベストアンサー

1.コンデンサ入力型では直流電圧が(理想的には)整流器出力のピーク値(交流電圧のピーク値)になります。それに対してチョーク入力では(理想的には)平均値になります。(チョークコイルが電圧の脈動分を吸収するため)
結果、コンデンサインプットの方が電圧が高くなります。(単相全波整流で1.5倍くらい)
また、コンデンサ入力では、交流一周期のうち、ダイオードが導通している時間は短くて、大半の期間はコンデンサから負荷電流を供給しています。このため負荷電流が増えるとコンデンサ端子電圧の低下が大きくなって、リプル電圧が増えると同時に平気電圧が下がります。
これにたいしてチョーク入力では、ダイオードが連続して導通していて、電圧低下が抑えられます。(ただし、チョークコイルが有効に働いてダイオードを連続して導通させるためには、コイルに常に電流が流れるよう一定以上の負荷電流を流す必要があります。軽負荷から無負荷の部分では急速に電圧が変化します。)

2.電圧の脈動分を除去する回路です。通常は直流電圧を安定化する回路が同時にフィルタ(ろ波)の機能も持っています。(ちなみに、チョークコイルや平滑コンデンサもろ波回路(の一種あるいは一部)です。

3.直流電流を流せるように作られているコイルです。普通に鉄心にコイルを巻いただけだと、直流電流で鉄心が磁気飽和してコイルとして作用しなくなります。これを防ぐために直流用のコイルでは鉄心の途中にギャップをつけて磁束密度が上がり過ぎないようにしています。

1.コンデンサ入力型では直流電圧が(理想的には)整流器出力のピーク値(交流電圧のピーク値)になります。それに対してチョーク入力では(理想的には)平均値になります。(チョークコイルが電圧の脈動分を吸収するため)
結果、コンデンサインプットの方が電圧が高くなります。(単相全波整流で1.5倍くらい)
また、コンデンサ入力では、交流一周期のうち、ダイオードが導通している時間は短くて、大半の期間はコンデンサから負荷電流を供給しています。このため負荷電流が増えるとコンデンサ端子電圧の低下が...続きを読む

Q等価回路定数の意味について

等価回路定数の持つ意味に知りたいです。

色々な等価回路式があるかと思います。
同じ等価回路式から算出される各種の値を
比較する事で、どのような事がいえるのでしょうか?

また、それらを学ぶための参考図書があれば
教えて頂けないでしょうか?

よろしくお願い致します。

Aベストアンサー

 等価回路は、交流信号のみに着目して構築し直した回路のことで、その過程で等価回路定数は出てきます。質問者さんは、多分hパラメータ等の物理的性質について質問しているのだと思います。そこで、例として下図に示すエミッタ接地時のトランジスタにおける(簡易)等価回路について説明します。
 まず、B-E間にはるhieは明らかに、「入力抵抗」ですね。交流信号vbを与えれば、オームの法則により、電流 ib=vb/hie が流れます。
 次に、C-E間には ib を hfe 倍した電流源がくっ付いています。つまり、入力信号が「増幅率」 hfe 倍分増幅されて出力に現れます。電流源は下向きなので、位相はπずれています。
 以上より、この等価回路がトランジスタの特性を表していることは納得していただけると思います。直流も考慮した電子回路を見ただけではトランジスタの動作は今一分かりにくいものですが、等価回路ならば一目瞭然です。計算も電気回路論の手法で容易に行えます。よって、入出力抵抗、増幅率、出力などの比較も容易に行えるのです。

参考図書について
 電子回路の書籍であれば、等価回路の説明は必ず載っているはずです。もし平易な本をお探しならゴシック体でカラフルに書かれているような解説本を、本格的に勉強されたいなら、例えば「現代電子回路学(I)」等、学者向けの本等をお薦めします。

 等価回路は、交流信号のみに着目して構築し直した回路のことで、その過程で等価回路定数は出てきます。質問者さんは、多分hパラメータ等の物理的性質について質問しているのだと思います。そこで、例として下図に示すエミッタ接地時のトランジスタにおける(簡易)等価回路について説明します。
 まず、B-E間にはるhieは明らかに、「入力抵抗」ですね。交流信号vbを与えれば、オームの法則により、電流 ib=vb/hie が流れます。
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QAM波の復調回路について

AM波復調回路として、包絡線検波回路を挙げることができる。ダイオードにAM波が加わるとダイオードの整流作用によってAM波の正または負の部分が取り出されコンデンサCが充電されるが、変調を受けた搬送波がなくなると抵抗Rを介してコンデンサは放電し、この充放電を繰り返すことによって信号波にほぼ等しい包絡線を得ることができる。この後、コンデンサCoによって直流分を阻止すれば、変調波(信号)を復調することができる。
と、教科書にありました。

図は、http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%8C%85%E7%B5%A1%E7%B7%9A%E6%A4%9C%E6%B3%A2に載っているのと同じで、あとは、コンデンサCoと信号を取り出すときの抵抗がつくだけです。
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また、なんで、最初にコンデンサCに充電されるだけで、抵抗には電流は流れないんでしょうか?
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かなり詳しく、そしてかなり分りやすい解説をお願いします。

AM波復調回路として、包絡線検波回路を挙げることができる。ダイオードにAM波が加わるとダイオードの整流作用によってAM波の正または負の部分が取り出されコンデンサCが充電されるが、変調を受けた搬送波がなくなると抵抗Rを介してコンデンサは放電し、この充放電を繰り返すことによって信号波にほぼ等しい包絡線を得ることができる。この後、コンデンサCoによって直流分を阻止すれば、変調波(信号)を復調することができる。
と、教科書にありました。

図は、http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%8C%85%E7%B5%A1%E7...続きを読む

Aベストアンサー

その教科書はあまり良いものではないですね。
あなたが疑問に思うのはもっともです。

信号の正/負に関しては他の回答者の言うとおりです。
ダイオードの向きを逆にすれば負の部分を取り出せます。

コンデンサの電圧がゼロでない限り抵抗に電流は流れます。

「搬送波がなくなる」という説明は不適切です。
搬送波の振幅がゼロになる部分をなくなると言っているのだと思いますが、
普通はそれをなくなるとは言いません。その教科書のローカルルールでしょう。

実は包絡線検波の理論的な説明は結構難しいのです。下記を参照してください。
http://asaseno.cool.ne.jp/germanium/index.html

簡単に説明すると次のようになります。
搬送波が増加している時にはコンデンサが充電されてコンデンサの電圧が搬送波の電圧に等しくなります。
(ダイオードの順方向電圧をゼロとみなす、また、信号源のインピーダンスは十分低いものとする)
搬送波がピークを過ぎて下がり始めるとダイオードが逆バイアスになり、抵抗を介して放電するためにコンデンサの電圧は徐々に減少します。
次のサイクルで搬送波が増加してコンデンサの電圧を超えるとコンデンサが充電され、コンデンサの電圧は搬送波に追従します。
このよう搬送波の1サイクルごとにコンデンサは充電と放電を繰り返します。
充電している時はダイオードから流れ込む電流と抵抗で放電される電流の差分だけ充電されます。

通常、搬送波の周波数は高いため放電時間が短く、下がる電圧はわずかで、検波された波形は搬送波のピーク電圧を線で結んだ波形に近いものになります。
ただし、抵抗による放電電圧の変化が変調波による変化よりゆっくりになると変調波を再現できなくなります。
これをダイアゴナルクリッピングまたはダイアゴナル歪みと言います。

その教科書はあまり良いものではないですね。
あなたが疑問に思うのはもっともです。

信号の正/負に関しては他の回答者の言うとおりです。
ダイオードの向きを逆にすれば負の部分を取り出せます。

コンデンサの電圧がゼロでない限り抵抗に電流は流れます。

「搬送波がなくなる」という説明は不適切です。
搬送波の振幅がゼロになる部分をなくなると言っているのだと思いますが、
普通はそれをなくなるとは言いません。その教科書のローカルルールでしょう。

実は包絡線検波の理論的な説明は結構難しいのです...続きを読む

Q銅損試験と鉄損試験

変圧器で、無負荷試験を銅損試験、短絡試験を鉄損試験とも言うのは何故なんでしょうか?いくら調べてもわかりません。もしよろしければ教えてください。お願いします。

Aベストアンサー

まず、質問内容が間違ってますよ。

<無負荷試験>
2次側を解放(無負荷)なら、理論上は1次側の消費電力もゼロです。しかし、鉄心に電流が流れて(渦電流という)電力を消費します。無負荷でも鉄心で損失する。→無負荷=鉄損

<短絡(全負荷)試験>
2次側を短絡すると理論上1次側も短絡状態になるはずです。しかし、銅線には抵抗分があり短絡にならず、これによって損失が発生します。短絡なら変圧器では損失=熱が発生しません。短絡しても銅線で損失する。→短絡=銅損

こんなもんでわかってもらえたでしょうか?

Q方程式を2分法を用いて解くプログラム

学校で出されたCプログラムの課題で、1問だけどうしても出来ない問題があるんです。
「方程式 f(x) = x2 - 2 = 0 を 2 分法を用いて解くプログラムを作成せよ。ここで、方程式 f(x) = x2 - 2 は関数として定義せよ。上位の方から 4 桁目まで正しい値が出たらループを止めるようにする。」
というものなのですが、この「2分法」というやり方もよく分かりません。
プログラムの作成方法と併せて教えて頂けると幸いです。

Aベストアンサー

こんな感じでしょうか?

#include <stdio.h>

/* 関数 f(x) */
double f(double x) {
 return x*x-2.0;
}

/* 二分法 初期値 x1<x2 と 誤差限界 eps を入力 */
double bisec(double x1, double x2, double eps) {
 double x;
 while (x2 - x1 >= eps) {
  x = (x1+x2)/2.0; /* 中点計算 */
  if (f(x1)*f(x) > 0.0) { /* 同符号か判定 */
   x1 = x;
  } else {
   x2 = x;
  }
 }
 return (x1+x2)/2.0;
}

int main(void) {
 double eps=0.00001;
 printf("%lf %lf\n",bisec(-2,0,eps), bisec(0,2,eps));

 return 0;
}

QGB積って何ですか?

GB積って何ですか?
GainとBandの積みたいですが、それで何が分かるのですか?

Aベストアンサー

増幅器の性能を比較する際の基準のひとつです。

利得(ゲインと言います)を上げる為に負荷インピーダンスを大きくするとそこに存在する浮遊容量(寄生容量)により-3dBカットオフ周波数が下がります(ポールと呼びます)。
反対に、帯域幅を広げようとすると利得を下げる必要があります。
そこで、この相反する利得(GainのG)と帯域幅(BandのB)の積をGB積と言い、その増幅器(トランジスターとかOPアンプとか、トランジスターを利用した回路とか)の性能をあらわします。

Q直流電動機の無負荷時回転速度

直流電動機が無負荷時、電機子電流がゼロになり回転速度が上昇する。
n=V-Ri/KΦよりその事が分かるのですが、そもそも無負荷時に電機子に電流が流れないのはなぜか?
そして電機子電流が流れないなら電機子がなぜ回転するのか?という疑問が解決できません。
どなたかお教えください。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

無負荷の時には、トルクが理想的には0になります。(実際には、軸受けの摩擦や風損があるので、一定速度で回るためにその分のトルクを発生していますが)
電動機の電機子電流は、このトルクに関係しています。(トルクに比例)

結果、無負荷で一定回転数で運転しているときには、電機子電流がほぼ0(実際には無負荷損失相当の電流)になります。

上記のように無負荷で電機子電流が0になるのは、加速が終了して一定回転数になってからです。加速の途中では、それなりに電流が流れます。

QオペアンプのGB積

オペアンプの周波数特性にてGB積を求めたいのですが、求め方がよくわかりません。
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で求めたのですが、それぞれがばらばらの値で、一定になりません。
色々調べるとGBは一定の値をとる。となっています。

良く分かりません。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

「×GEIN」→「○GAIN」でスペルミスです.寝ぼけていてゴメン.
お詫びに図で説明を;
図はオーディオ用のuPC4570の電圧利得対周波数特性です.
http://www.necel.com/nesdis/image/G10528JJ8V0DS00.pdf
赤線は電圧利得 Av=80dB(1万倍)のときで周波数 f≒1.3kHzとなり,GB積≒1.3*10^07.
青線は電圧利得 Av=40dB(100倍)のときで周波数 f≒120kHzとなり,GB積≒1.2*10^07.
黒線は電圧利得 Av=0dB(1倍)のときで周波数 f≒7MHzとなり,GB積≒7*10^06.
Av=0dBの周波数ゼロクロス周波数と呼び,データシートに記載があります.

とゆうように,適当な電圧利得を選び,そこから水平に線を引いて電圧利得対周波数特性との交点を求め,その時の周波数と電圧利得を掛ければGB積が算出できます.

Q平滑回路について

 チョークコイル型の平滑回路の利点・どんな時に使用するのが適しているかについてお聞きしたいです。
 コンデンサ型では、負荷電流が増加するにつれて、負荷電圧は減少していき、リプル率は増加していくと思うので、低電流の時に使用するのが最も適していると考えて良いと思います。
 コイルだけの平滑回路では、負荷電流の波形は平滑することが出来ますが、負荷電圧に関しては脈動分から見て、平滑出来ていないことになりますよね?また、負荷電流が増加するにつれて、負荷電圧は理論上では一定で、リプル率が減少していく事と思います。
 電流だけ平滑して、何か利点があるのでしょうか?どんな時に使用するのが適しているのでしょうか?
 ご回答お願い致します。

Aベストアンサー

コイルだけの平滑回路でも、(負荷によるところもありますが)負荷電圧のリプルも低減されます。
例えば、単純な抵抗負荷の場合、電流の脈動が抑制されれば、負荷電圧の脈動も同時に低減されます。

用途としては、例えば、電磁石用の電源があるかと。

Q単相コンデンサモーター

単相コンデンサモーターの動作原理を教えて下さい

Aベストアンサー

三相モーターはR相、S相、T相の位相(時間的なずれ)のずれにより回転磁界を作り回転子を回します。
単相コンデンサモーターはコンデンサにより位相を作り回転させます。
モーターコイルの主コイルと補助コイルの位相差により回転磁界が発生します。
モーターのリード線が4本と3本のものがあります。
主コイルと補助コイルとの配線で4本、片側同士が共通になっているタイプで3本。
参考に書きますが・・・。単相AC100V(図でないと解りにくいかも知れませんが)
モーターの配線が3本の場合 (仮に配線の色を黒、赤、白とします。)
黒は電源に接続します。(AC100V-L1)
赤と白に間にコンデンサーを接続します。
(ここの電圧は定格の1.7倍 約170Vになります。これ以外の時はコンデンサの不良または接続不良。)
(主コイルと補助コイルの巻線抵抗の測定によりコイルの損傷をチェックできます。)
白または「赤」は電源に接続します。(AC100V-L2)「逆転します。」
モーターの配線が4本の場合 (仮に配線の色を黒、青、黄、白とします。)
正転(CW)の時
黒と青を電源に接続します。(AC100V-L1)
黄と白の間にコンデンサーを接続します。
白を電源に接続します。(AC100V-L2)
逆転(CCW)の時
白と青を電源に接続します。(AC100V-L1)
黄と黒の間にコンデンサーを接続します。
黄を電源に接続します。(AC100V-L2)

三相モーターはR相、S相、T相の位相(時間的なずれ)のずれにより回転磁界を作り回転子を回します。
単相コンデンサモーターはコンデンサにより位相を作り回転させます。
モーターコイルの主コイルと補助コイルの位相差により回転磁界が発生します。
モーターのリード線が4本と3本のものがあります。
主コイルと補助コイルとの配線で4本、片側同士が共通になっているタイプで3本。
参考に書きますが・・・。単相AC100V(図でないと解りにくいかも知れませんが)
モーターの配線が3本の場合 (仮に...続きを読む


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