柔軟に働き方を選ぶ時代に必要なこと >>

文献やサイトを調べてもあまりよく理解できなかったです。
なぜ、このようなことが成り立つのでしょうか。

詳しい方以下の質問のご教示お願い致します。
元URL→http://oshiete.goo.ne.jp/qa/7478816.html


質問1,
実際の変圧器の回路から,それ(等価回路)は導かれる。このとき,
二次側の諸量は一次側に換算される。磁化電流および誘導起電力は両巻線で共通になる。


質問2,
この関係は以下の理由により正当である。
(1) 積 N1*I1 は, N2*i2=aN1*i2=N1*I2と等しくなければならない。
ただし,起磁力は一次と二次で等しく,実際の二次電流i2に対してI2=a*i2とおいた。
/*I2は一次に換算した負荷電流*/

(2) 抵抗損で消費されるエネルギー(あるいは,漏れ磁界の中に蓄えられるエネルギー)は,
(一次側と二次側で)等しくなる。
ただし,巻数比aと関係なく,起磁力は同じ,コイルの寸法も同じとする。

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A 回答 (2件)

理想変圧器の性質は,理解できてますか?



例えば
www2.cc.oshima-k.ac.jp/~ito/lecture/textbook/3_3Trans.doc

・電圧は巻数比に比例する
・アンペアターン(電流×巻数)が等しい
・二次側インピーダンスの一次側への変換
などが,理想変圧器の基本的な性質です。
質問文は,理想変圧器を理解すれば,かなりの部分が理解できるはずです。

どこまで分かって,どこが分からないのか,明確にして下さい。
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この回答へのお礼

なんとか理解できました。ありがとうございました。
また何かあったときはよろしくお願い致します。

お礼日時:2012/05/27 03:16

「英語で変圧器の教科書を読んでいるけれど,中身はよく分からない」


という質問者さんのは,何をしたい(させられている?)のかしら?

変圧器のことを知りたければ,
「電気機器」というタイトルの日本語の教科書を探してきて,
変圧器の章を読めば,基本的な知識は身につきます。

電気英語を勉強する,という立場だとして,
ある程度,内容に関する知識がなければ,英語で書いてある事を理解できないので,
日本語で変圧器の基本的なことを勉強をしてから,英語に取り組めばよいかと思います。

「日本語では詳しい教科書がないので,
英語で書かれた,名著といわれる変圧器の詳しい教科書を読んでみる」
という立場なら,
英語の詳しい教科書にチャレンジする前に,日本語のやさしい教科書で勉強できることがあるはずです。
日本語のやさしい教科書に書いてある「基本的内容」を理解してないなら,
英語の詳しい教科書を読むのは早すぎます。
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この回答へのお礼

はい。おっしゃる通りだと思います。
その通りにしたいと思います。

お礼日時:2012/05/27 03:19

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Q変圧器に関する英文の和訳

変圧器に関する英文の和訳を自分なりにしたのですが、どうもうまくいかず
納得のいくものが出来上がりませんでした。詳しい方どうかご教示お願いいたします。

本文)
It is derived from the actual circuit shown in Fig. 2.1 by converting all secondary values to primary terms, and recognizing that the magnetizing current and induced voltage are then common to both windings.




In the circuit, R1 and R2 represent the resistances. and X1 and X2 the leakage reactances of the primary and secondary windings, both referred to primary terms.




That is, if r2 is the measured ohmic resistance of the secondary winding, and a=N2/N1 is the effective ratio of secondary to primary turns, the ohmic value of R2 to use in the circuit is R2=r2/a2 .




This relation is valid because (1) the product N1I1 must equal N2i2=aN1i2=N1I2,
when the mmfs are equal and opposite, giving I2=ai2(i2 being the actual secondary
current); and (2) the energy consumed in resistance losses (or stored in the leakage
magnetic field) must be the same for the same mmf and the same coil dimensions independent of a, that is:
(2.10) i2^2r2=(I2/a)^2 (a2R2)=I2^2R2.

変圧器に関する英文の和訳を自分なりにしたのですが、どうもうまくいかず
納得のいくものが出来上がりませんでした。詳しい方どうかご教示お願いいたします。

本文)
It is derived from the actual circuit shown in Fig. 2.1 by converting all secondary values to primary terms, and recognizing that the magnetizing current and induced voltage are then common to both windings.




In the circuit, R1 and R2 represent the resistances. and X1 and X2 the leakage reactances of the primary and ...続きを読む

Aベストアンサー

ざっと意訳しました。/**/内は訳者注



It is derived from the actual circuit shown in Fig. 2.1
by converting all secondary values to primary terms,
and recognizing that the magnetizing current and induced voltage
are then common to both windings.

図2.1に示す実際の回路から,それ(等価回路?)は導かれる。このとき,
二次側の諸量は一次側に換算される。磁化電流および誘導起電力は両巻線で共通になる。


In the circuit, R1 and R2 represent the resistances.
and X1 and X2 the leakage reactances of the primary and secondary windings,
both referred to primary terms.

この回路において,R1とR2は1次,2次巻線の巻線抵抗,
X1とX2は1次,2次の漏れリアクタンスを表し,一次側への換算値である。


That is, if r2 is the measured ohmic resistance of the secondary winding,
and a=N2/N1 is the effective ratio of secondary to primary turns,
the ohmic value of R2 to use in the circuit is R2=r2/a^2 .

r2が二次巻線抵抗をΩ値で表した値とし,
a=N2/N1を1次に対する2次の実効巻数比として,
R2をΩ値で表すなら,R2=r2/a^2である。

/* a=N1/N2とする流儀もあるので,他書と比べるときは要注意 */



This relation is valid because
(1) the product N1I1 must equal N2i2=aN1i2=N2I2,
when the mmfs are equal and opposite, giving I2=ai2
(i2 being the actual secondary current);
and
(2) the energy consumed in resistance losses
(or stored in the leakage magnetic field) must be the same
for the same mmf and the same coil dimensions independent of a,
that is:
(2.10) i2^2r2=(I2/a)^2 (a2R2)=I2^2R2

この関係は以下の理由により正当である。
(1) 積 N1*I1 は, N2*i2=aN1*i2=N1*I2と等しくなければならない。
ただし,起磁力は一次と二次で等しく,実際の二次電流i2に対してI2=a*i2とおいた。
/*I2は一次に換算した負荷電流*/

(2) 抵抗損で消費されるエネルギー(あるいは,漏れ磁界の中に蓄えられるエネルギー)は,
(一次側と二次側で)等しくなる。
ただし,巻数比aと関係なく,起磁力は同じ,コイルの寸法も同じとする。

すなわち,
(2.10) i2^2r2=(I2/a)^2 (a^2R2)=I2^2R2

ざっと意訳しました。/**/内は訳者注



It is derived from the actual circuit shown in Fig. 2.1
by converting all secondary values to primary terms,
and recognizing that the magnetizing current and induced voltage
are then common to both windings.

図2.1に示す実際の回路から,それ(等価回路?)は導かれる。このとき,
二次側の諸量は一次側に換算される。磁化電流および誘導起電力は両巻線で共通になる。


In the circuit, R1 and R2 represent the resistances.
and X1 and X2 the leakage...続きを読む

QΔ-Y結線にて位相が30°進むのはなぜ?

Δ-Y結線にて、1次電圧に対して、2次電圧の位相が30°進むのはなぜでしょうか?

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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。
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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電圧利得とは?

電圧利得とはそもそもどういうものなのでしょうか。
また、何か公式のようなものはあるのでしょうか。
初歩的な質問で申し訳ないのですが、ご回答よろしくお願いします。

Aベストアンサー

こんばんは。

電圧利得とは、
入力電圧に対する出力電圧の比を取って、
それを2乗して、
それの対数(底は10)を取って、
それに10をかけたものです。

入力電圧をVin、出力電圧をVout と表せば、
電圧利得 = 10・log(Vout/Vin)^2 = 20・log(Vout/Vin)
です。


こちらには、電圧利得以外の利得についても書かれています。
利得のことを「ゲイン」と言う人が多いです。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%88%A9%E5%BE%97_(%E9%9B%BB%E6%B0%97%E5%B7%A5%E5%AD%A6)

以上、ご参考になりましたら幸いです。

Q全負荷と機械出力について教えてください

電験三種の「機械」を勉強しています。次のような問題があり、公式を使って解くことは解いたのですが、他の問題をやってみてからもう一度この問題をやってみてやはり理解できていないのがわかりました。
全負荷と定格負荷、定格出力と機械出力がこんがらがっています。問題を検索してみたのですが、回答だけが書いてあってよくわかりません。
※ここで知りたいのはこの問題への答えではなく、あとで書く【質問】です。

定格出力200kW、定格電圧3000V、周波数50Hz、8極のかご形三相誘導電動機がある。全負荷時の二次銅損は6kW、機械損は4kWである。
ただし、定格出力は、定格負荷時の機械出力から機械損を差し引いたものに等しいものとする。
(a)全負荷時のすべり〔%〕の値を求めよ。
(b)全負荷時の回転速度〔min-1〕の値を求めよ。

【質問】
(1)定格負荷=全負荷 で合っていますか。

(2)この問題での「定格負荷時の機械出力」の意味がわかりません。
(1)があっている前提になりますが、
問題から
定格出力(200kW)=定格負荷時の機械出力-機械損(4kW)
になり、

全負荷時について
二次入力=定格出力+二次銅損(6kW)+機械損(4kW)(式(3))
だと理解していたので、わからなくなってしまいました。
(1)から定格出力=定格負荷時の機械出力なのではないかと思ったので。

定格負荷時の機械出力云々はひっかけなんでしょうか。
それとも式(3)が間違っているのでしょうか。

あまりにこんがらがって、上手く説明できなくて申し訳ないのですが、
詳しい方の解説をお待ちしています。
よろしくお願いいたします。

電験三種の「機械」を勉強しています。次のような問題があり、公式を使って解くことは解いたのですが、他の問題をやってみてからもう一度この問題をやってみてやはり理解できていないのがわかりました。
全負荷と定格負荷、定格出力と機械出力がこんがらがっています。問題を検索してみたのですが、回答だけが書いてあってよくわかりません。
※ここで知りたいのはこの問題への答えではなく、あとで書く【質問】です。

定格出力200kW、定格電圧3000V、周波数50Hz、8極のかご形三相誘導電動機がある。全負荷時の二...続きを読む

Aベストアンサー

  >(1)定格負荷=全負荷 で合っていますか。
合っていると思います。

  >(2)この問題での「定格負荷時の機械出力」の意味がわかりません。
機械出力は理論的出力なので、実際の定格出力とは差があり、そこには機械損が隠れています。
その為、
 機械出力P0 ≠ 定格出力Pn
であり、
 機械出力P0 = 定格出力Pn + 機械損Pm
が正しくなります。
これは、発電所の発電効率のような考え方で、
 タービン出力Pt = 発電機出力Pg / 発電機効率ηg
と、同様です。

  >二次入力=定格出力+二次銅損(6kW)+機械損(4kW)(式(3))
上記より、この公式は合っていると思います。
分かり易く順序良く並び替えるなら、
 二次入力P2 = 二次銅損Ps + 機械損Pm + 定格出力Pn
となります。
加えて、滑りとの関係を表せば、
 二次銅損Ps = 二次入力P2 x 滑りs
 機械出力P0 = 二次入力P2 x (1 - 滑りs) = 定格出力Pn + 機械損Pm
となります。

Q等価回路がわかりません

問題集の解説を読むと、添付の図のように問題の回路が等価な別の回路に
置き換えられるようです。

どうしてこのようになるのか判らず悩んでいます。

Aベストアンサー

seipironその2です
#6解答は忘れて下さい。

よく考えると正しいですね。

Cの両端で開放される、左側の部分にテブナンの定理を。
*内部抵抗:電源は短絡して考える→ R/2 (R2つの並列抵抗)
*開放電圧:RとRの分圧となるので → E/2

---◯
|
R/2
|
E/2
|
---◯

Qコンダクタンスはなぜ必要なのでしょうか?

現在大学で電気回路について学んでいますが、コンダクタンスを考える理由が分かりません。
抵抗で十分じゃないでしょうか?
何か奥が深い理由でもあるのでしょうか?
ネットで探してみましたが、ネットには的確などうやら書き込まれていないようです。
知っている方、回答お願いします。

Aベストアンサー

それは計算が楽になるからです。

並列回路を取り扱う時に抵抗を使うと合成された値を求めるのに割り算を必要とします。
コンダクタンスを使えば足し算で済みます。

同じような概念にレンズの焦点距離とジオプトリーが有ります。
複数のレンズを組み合わせた時の焦点距離を求めるのには割り算が必要ですが、ジオプトリーでは足し算で済みます。

Q直流機と同期機の違い

直流機と同期機の違いについて、原理の違いと、構造の違いの2つに分けて調べていたのですが、出力が直流か交流かの違いくらいしかわかりませんでした。どちらの界磁装置も直流だし、よくわかりません。この2つについてどちらでも構わないので教えてください!!

Aベストアンサー

 質問の様子では、本当の基本が知りたいようですので、お話します。見当違いでしたら、ごめんなさい。
 科学知識は、用語を作り、コミニュケイションをとる事は、5感による曖昧用語(感情が入りますから意味が広く曖昧、政治討論で分ると思います)と違い、意味が1つでハッキリ言葉と認識しておきましょう。だから、他国の人でも言葉のニューアンスなどと言う、違いは生じません。
 だから、科学の勉強は、言葉の定義(取り決めた意味)を知ると全て分かるのです。数式も。記号も。
と言う事で、お話します。
 直流とは、直流電圧と直流電流があります。
 直流電流とは、電流が電線を一方向に流れ続けて逆方向に流れない電流の事。流れる量が変化しても、一時途切れても(後で脈流という用語作って増やした)直流電流に入ります。
 この直流電流を流す原因になる、加える電圧が直流電圧です。
 直流発電機、乾電池、蓄電池(バッテリー)・・・がこれです。
 
 交流とは、電圧と電流があり、電線を左右交互に方向転換して流れる電流、それを流す電圧の事につけた言葉です。
 
 モーターと発電機、は基本的に同じ構造をしていて、モータにも発電機にもなります。余計でしたか。
 自転車の発電機は、脚力で回している時は、発電機ですし、外から電流を流し込んでやると、モーター(電動機)になります。
 
 直流電圧、電流を用いてモ-ターや発電機にした回転機をひっくるめて、直流機、交流を使ったモーターや発電機をひっくるめて、交流機。と言います。
 
 交流機の中に、誘導電動機、と同期機とい用語があります。なぜ同期とつけたかが問題点です。同期の意味を知るとよい事は最初に話した通りです。時間的に同時に動くと言う事は、想像できすね。
 
 長くなりますから、モーターについてお話して終わりにします。
 モーターの原理は、一般の人にわかりやすく、言うと
磁石のN極とS極が吸引し合う自然現象を利用したものです。これ1つきりで、博士も小学生も共通の覚え方をします。
 但し、天然の磁石は弱まります。ただエルステッド教授が、電流が磁力線を作って磁石と同じ作用を示す事を発見してから、現在は、鉄にコイルを巻いて電流を流し、磁力を一定に保ったり、変化させたりして、電磁石や、モーターや発電機を作っています。
 
 直流機は、交流でない事は分かりましたね。
交流電動機、交流発電機に同期電動機、同期発電機と言う名をつけた動作の回転機がありますが、モーターだけにします。
 外枠のステーター(固定子)の突起に巻いたコイルに交流電流を流すと、単相交流と言って、家庭に2本線で入って来ているのと同じ物を使っても界転磁界を作れますが、誤解の元になりますので、ここでは除外し、3相交流を使ったモーターについてお話します。
 電柱の上に走っている3本の送電線から束にして屋内に導いた(勿論電圧はトランスで下げたもの)、3相交流といって、単相交流が時間的に1山づつづれた(周波数、大きさは3っとも同じ)3っつの交流電流を、電動機の外周のステーターの突起に(または溝に)巻いたコイルに流してやると「回転磁界」といって、目の見えない透明な1個の、N極とS極をもった一定の強さの馬蹄形磁石が、外回りを一定の速さで回転して行っているのと全く同じ現象が起きる事を人間の知恵が、計算して突き止めたのです。
 これを回転磁界といいます。
 それで、モーターのシャフトをつけた回転子の鉄の方に、コイルを巻いて、直流電流を流しN極とS極を持つ一定の強さの磁石を作ってやると、透明なNSの回転磁界(回転磁石)にくっいて、遅れることなく、同時にくっついて回転していく事が出来ると言う事から、同期電動機と命名したわけ。これが同期の意味。
 誘導電動機は回転磁界から遅れながらついて回転しますから、同期になりません。

 質問の様子では、本当の基本が知りたいようですので、お話します。見当違いでしたら、ごめんなさい。
 科学知識は、用語を作り、コミニュケイションをとる事は、5感による曖昧用語(感情が入りますから意味が広く曖昧、政治討論で分ると思います)と違い、意味が1つでハッキリ言葉と認識しておきましょう。だから、他国の人でも言葉のニューアンスなどと言う、違いは生じません。
 だから、科学の勉強は、言葉の定義(取り決めた意味)を知ると全て分かるのです。数式も。記号も。
と言う事で、お話します...続きを読む

Q時定数について

時定数(τ=CR)について物理的意味とその物理量について調べているのですが、参考書等これといってわかりやすい説明がありません。どうが上記のことについて詳しく説明してもらえないでしょうか?

Aベストアンサー

1次応答のお話ですね。
物理の世界では「1次応答」と呼ばれる系をしばしば扱います。その系の応答の時間的尺度を表す数字が「時定数」です。物理量としては時間の次元を持ち、時間と同様に秒や分などを単位に表現できます。

直感的には「水槽から出て行く水」のアナロジーで考えると分かりやすいと思います。いま水槽があって下部に蛇口が付いているとします。蛇口をひねると水は流れ出ますが、水が流れ切ってしまうまでにどれくらい時間がかかるでしょうか。
明らかに水槽が大きいほど、そして蛇口が小さいほど時間がかかります。逆に水槽が大きくても蛇口も大きければ水は短時間で出て行きますし、蛇口が小さくても水槽が小さければこれまたすぐに水槽はからっぽになります。
すなわち水がからっぽになるまでに要する時間の目安として
 水槽の大きさ×蛇口の小ささ
という数字が必然的に出てきます。ご質問の電気回路の場合は
 コンデンサの容量→水槽の大きさ
 抵抗→蛇口の小ささ
に相当するわけで、CとRの積がその系の応答の時間的な目安を与えることはなんとなくお分かり頂けると思います。

数式を使いながらもう少し厳密に考えてみましょう。以下のようにコンデンサCと抵抗Rとからなる回路で入力電圧と出力電圧の関係を調べます。
 + C  -
○─┨┠─┬──●
↑    <  ↑
入    <R  出
力    <  力
○────┴──●

入力電圧をV_i、出力電圧をV_oとします。またキャパシタCに蓄積されている電荷をQとします。
するとまず
V_i = (Q/C) + V_o   (1)
の関係があります。
また電荷Qの時間的変化が電流ですから、抵抗Rの両端の電位差を考えて
(dQ/dt)・R = V_o   (2)
も成立します。
(1)(2)を組み合わせると
V_i = (Q/C) + (dQ/dt)・R   (3)
の微分方程式を得ます。

最も簡単な初期条件として、時刻t<0でV_i = 0、時刻t≧0でV_i = V(定数)となるステップ応答を考えます。コンデンサCは最初は帯電していないとします。
この場合(3)の微分方程式は容易に解かれて
V_o = A exp (-t/CR)   (4)
を得ます。exp(x)はご存じかと思いますがe^xのこと、Aは定数です。解き方が必要なら最後に付けておきましたので参考にして下さい。
Cは最初は電荷を蓄積していないのですから、時刻t=0において
V_i = V = V_o   (5)
という初期条件が課され、定数Aは実はVに等しいことが分かります。これより結局、
V_o = V exp (-t/CR)   (6)
となります。
時間tの分母にCRが入っているわけで、それが時間的尺度となることはお分かり頂けると思います。物理量として時間の次元を持つことも自明でしょう。CとRの積が時間の次元を持ってしまうのは確かに不思議ではありますが。
(6)をグラフにすると下記の通りです。時刻t=CRで、V_oはV/e ≒0.368....Vになります。

V_o

* ←初期値 V        
│*
│ *
│   *         最後は0に漸近する
│      *       ↓
└───┼──────*───*───*───*─→t
t=0  t=CR
   (初期値の1/e≒0.368...倍になったタイミング)


【(1)(2)の解き方】
(1)の両辺を時間tで微分する。V_iは一定(定数V)としたので
0 = (1/C)(dQ/dt) + (dV_o/dt)
(2)を代入して
0 = (1/CR) V_o + (dV_o/dt)
-(1/CR) V_o = (dV_o/dt)
- dt = dV_o (CR/V_o)
t = -CR ln|V_o| + A
ここにlnは自然対数、Aは定数である。
この式は新たな定数A'を用いて
V_o = A' exp (-t/CR)
と表せる。

1次応答のお話ですね。
物理の世界では「1次応答」と呼ばれる系をしばしば扱います。その系の応答の時間的尺度を表す数字が「時定数」です。物理量としては時間の次元を持ち、時間と同様に秒や分などを単位に表現できます。

直感的には「水槽から出て行く水」のアナロジーで考えると分かりやすいと思います。いま水槽があって下部に蛇口が付いているとします。蛇口をひねると水は流れ出ますが、水が流れ切ってしまうまでにどれくらい時間がかかるでしょうか。
明らかに水槽が大きいほど、そして蛇口が小さい...続きを読む

Q変圧器の励磁電流と一次電流との違いについて。

変圧器について勉強しています。
そこで,1点引っかかっています。

励磁電流と一次電流との違いは何なのでしょうか?
勉強不足なものでよく分かりません…。

励磁電流は鉄心に主磁束を形成する電流と書かれています。
ですが,一次電流も同じでは???と思って混乱しています。

お手数ですが,どなたかお分かりでしたら
教えてください。

Aベストアンサー

一次電流とは一次巻線を流れる電流のことで、(1)励磁電流と(2)負荷をかけたことによって流れる電流のベクトル和です。質問者の疑問点はおそらく、後者の負荷電流も磁束を発生させる筈なのに、何故前者だけに限るのか、ということでしょう。一次側だけを考えると確かにそうですが、負荷電流は二次側にも流れており、一次と二次の負荷電流が作る磁束は大きさが同じで向きが逆なので打ち消しあって無くなります。だから、主磁束は励磁電流だけが寄与すると言ってもいいのです。
また、電流の位相も違います。損失を無視すると励磁電流は電圧に対して90度の遅れですが、負荷による電流の位相は負荷の力率次第です。もし純抵抗負荷であれば、電圧との位相差はゼロです。よって、(1)と(2)は別々に取り扱う必要があります。


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