交流電力の問題で電圧降下法によるLおよびCの測定をする実験をおこなったのですが少しわからないことがあるので教えてください。実験は電流を0~1Aまで変えてI-V特性のグラフを描き、LとCの値を計算せよというものです。分からないところはコイルの測定の時なんですがI-Vグラフを描くとコンデンサの場合は直線(比例)になるのに対してコイルの場合はなぜ直線(比例)にならないんですか?(コイルの場合は電流をあげていくと電圧が上がらなくなってくるんですが)

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A 回答 (2件)

> 誘導起電力が起きるからと言われたんですがどうなんですか?



誘導起電力が起きるからという理由では有りません。鉄心を入れると誘導起電力が電流に比例しないからです。

コイルに交流電流を流すとコイルの中に交流磁束が発生します。この交流磁束はコイルの電流を妨げる方向に誘導起電力(逆起電力ともいう)を発生し、これが釣り合うことによって、コイルに流れる電流が決まるのです。

> また鉄心の役目とは何なのですか?

次にコイルに鉄心を入れると磁束が強まって誘導起電力(逆起電力)が大きくなります。するとコイルに流れる電流は減ります。結局、鉄心はコイルに流れる電流を邪魔したことになります。(コイルのインダクタンスが大きくなった)

ところが、鉄心の中を通ることの出来る磁束の量には限りが有ります。
だから電圧を上げていく→磁束が増えない→誘導起電力(逆起電力)が増えない→電流がたくさん流れる。
ということになり、コイルのインダクタンスが小さくなっていきます。結局、逆に考えると、電流を増やしていっても電圧が増えないということですね。
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コイルには鉄心が入っているのですね。


すると電流値をあげると、鉄心に磁気飽和現象が起きてしまい、鉄心の役目をしなくなってしまいます。そのため、コイルのインダクタンスが下がって電圧が上がらなくなるのだと思います。

この回答への補足

誘導起電力が起きるからと言われたんですがどうなんですか?また鉄心の役目とは何なのですか?

補足日時:2001/05/28 10:28
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この回答へのお礼

どうもありがとうございました。

お礼日時:2001/05/24 10:00

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画像の交流回路でVabを求める計算で電源424.4Vから抵抗Xsの電圧降下(50A×3Ωで)150Vを引いたら間違えました。
確かにこの抵抗には50Aが流れているので150Vの電圧降下が発生していると思うのですが…
なぜ間違えているのでしょうか

Aベストアンサー

問題として与えられている数値を明示してください。そうでないと答ができません。
添付写真の解説文から推定して、
Rは 6Ω の抵抗、XLは3Ωのインダクタンス、Xsも3Ωのインダクタンス、I=50A と推定しました。

間違えた理由はインピーダンスの位相を考えていないからです。
Xsはインダクタンス、Rは抵抗ですから、合成するには説明文にあるように「2乗の和のルート」で計算せねばなりません。
Xs、XL、R の3つが直列になったインピーダンス Z は、
 Z = √ [ ( Xs + XL )^2 + R^2 ] となります。
これに Xs = 3Ω  XL = 3Ω  R = 6Ω を代入して、
 Z = √ [ ( 3Ω + 3Ω )^2 + 6Ω^2 ] = √ ( 36 + 36 ) Ω = √(72) Ω = 8.49Ω
電流は 50A なので、電源電圧 E は
 E = Z・I = 8.49Ω × 50A = 424.3V
となります。

> 確かにこの抵抗には50Aが流れているので150Vの電圧降下が発生していると思うのですが…
そのとおり。150Vの電圧降下が発生しています。
ところが Vab と位相が違うので E = Vab + 150V とはなりません。
交流を扱う場合は位相は非常に重要なのでしっかり頭に入れてください。

問題として与えられている数値を明示してください。そうでないと答ができません。
添付写真の解説文から推定して、
Rは 6Ω の抵抗、XLは3Ωのインダクタンス、Xsも3Ωのインダクタンス、I=50A と推定しました。

間違えた理由はインピーダンスの位相を考えていないからです。
Xsはインダクタンス、Rは抵抗ですから、合成するには説明文にあるように「2乗の和のルート」で計算せねばなりません。
Xs、XL、R の3つが直列になったインピーダンス Z は、
 Z = √ [ ( Xs + XL )^2 + R^2 ] となります。
これ...続きを読む

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-----------------
|     |      |
|     |       RL
↑E   M1     |
|     |       |
|     |      M2
|     |       |
-----------------
M1…測定用電圧計
M2…被測定用電圧計or電流計
RL…外部抵抗
E…電源

Aベストアンサー

ヒステリシス特性の直線部分を使うために、1/2の部分が適切だからでしょう。
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これはどう考えたらよいのでしょうか

Aベストアンサー

No2です(^^)
発電所から流れ出る電流は変化する事になります(`・ェ・´ノ)ノ
発電所では、もちろん電磁誘導を利用して電気を起こしていますが、
発電機に電流が流れれば流れるほど、発電機は”重く”なります(◎◎!)
これは、電磁力が発電機の変化(つまり回転)を妨げるように働く事によります(-_-)
ですから、負荷に大きな電流を流すためには、発電機に大きな力を加えて発電させる必要があります。
負荷での消費電力が大きければ、発電機を回すためのエネルギーも大きくなる・・・エネルギー保存則を考えなければ、当然と言えば当然ですね(^^)

参考になれば幸いです(^^v)

Q電圧降下の計算式

分電盤 及び SWから87m先に単相200Vの水銀灯を
4台取り付けます。
87先に1台 さらにその先に10置きに1台づつ設置していきます。
分電盤 及び SWから末端の器具までは133mになります。

とりあえず1台目までは87なので、そこまでの
電圧降下を考えます。

その場合の電圧降下の計算式なんですが
安定器の入力電流は4.0A 安定時2.2Aです。

公式 E=3.56*L*I/1000*Aですよね?
   L=長さ I=電流 A=使用電線の断面積

電圧降下を求める際の計算式で電線断面積を記入し、出た値は
SVの電線の許容電流で判断するべきなんでしょうか?

ちなみに
3.56*87*16/1000*22=2.25 
OKと計算してよいのでしょうか?

それとも
単相200Vなので 16Aの半分だと考えて
3.56*87*8/1000*8=3.09 
OKとなるのでしょうか

電線をSV、CVのどちらで判断してよいのか?
合計容量は16A 8Aのどちらで判断してよいのか?

よろしくお願いします。

分電盤 及び SWから87m先に単相200Vの水銀灯を
4台取り付けます。
87先に1台 さらにその先に10置きに1台づつ設置していきます。
分電盤 及び SWから末端の器具までは133mになります。

とりあえず1台目までは87なので、そこまでの
電圧降下を考えます。

その場合の電圧降下の計算式なんですが
安定器の入力電流は4.0A 安定時2.2Aです。

公式 E=3.56*L*I/1000*Aですよね?
   L=長さ I=電流 A=使用電線の断面積

電圧降下を求める際の計...続きを読む

Aベストアンサー

 まずはこちらを。

http://www.hst-cable.co.jp/products/pdf/P75-84.pdf

>安定器の入力電流は4.0A 安定時2.2Aです。

 ここがちょっと?なのですが、4.0Aは電源投入時の突入電流で、常時負荷が2.2Aですか。それとも常時負荷が4.0Aでしょうか。電圧降下計算であれば突入などの過渡現象は措いといて、常時負荷電流で考察するべき物と考えます。いづれにしろ、87〔m〕地点の四台分だけではなく、この配線に流れる全ての負荷電流を考慮するべきです。

>公式 E=3.56*L*I/1000*Aですよね?

 単なる誤記だと思われますが、小数点位置が違ってますよ。
 E=35.6*L*I/(1000*A)です。で、先のPDFにある通り、この式はIVか裸電線のときに使える概略式で、「公式」と云う物とはちょっと違います。電線がCVその他なら、

 Vd = Ku・I・L・Z・10^(-3)

こちらで計算してください。それぞれの値やその他に関しては、冒頭に挙げたPDFを参照していただき、不明点があれば補足欄へ書き込んでいただければ。


 なお、これらの式から与えられる数値〔V〕とは、
*電源から
*断面積A〔mm^2〕の電線で
*距離L〔m〕を配線し
*負荷電流I〔A〕を流した時、
*【末端側でどんだけ〔V〕低下してしまうのか】
*(= 距離L/断面積Aの配電線のインピーダンス(Z)が、負荷としてどれくらいの電力(I^2/Z)を消費するか)
 を示す物で、電源電圧には依存しません。

例;
3Φ3W AC440〔V〕をCVT-14sqで100〔m〕引っ張って負荷20〔A〕流した時、
 100〔m〕先の末端では【5〔V〕低下】して線間435〔V〕(電圧降下率1.14%)
3Φ3W AC24〔V〕(!?)をCVT-14sqで100〔m〕引っ張って負荷20〔A〕流した時、
 100〔m〕先の末端では【5〔V〕低下】して線間19〔V〕(電圧降下率20.85%)

と云う考え方をする物であり、先のPDFに拠れば、2〔%〕以下が許容値です。

 負荷電流は決定されて固定、とするなら、
**電線を太くすると電圧降下率は下がる(あまり電圧降下しなくなる)
**距離を短くすると電圧降下率は下がる(あまり電圧降下しなくなる)
と云うことになります。無論、電線が許容電流を満足するサイズである事は大前提です。


 最後に老婆心ながら。

>分電盤 及び SWから末端の器具までは133mになります。
>とりあえず1台目までは87なので、そこまでの

 最末端まで133〔m〕なので、本来この【133〔m〕先でどれ位電圧降下してしまうか】を先ず考慮するべきと考えます。
 一旦、87〔m〕で区切るのは、ここから先はもう少し細いサイズの電線に替えようという設計でしょうか。しかし細い電線にするとその先その区間の電圧降下率は上がりますから、この点に注意が必要ですね。

 最末端で必要な電圧を供給する為に、より経済的な設計が出来ます様に。その為の一助になりましたなら幸いです。では。

 まずはこちらを。

http://www.hst-cable.co.jp/products/pdf/P75-84.pdf

>安定器の入力電流は4.0A 安定時2.2Aです。

 ここがちょっと?なのですが、4.0Aは電源投入時の突入電流で、常時負荷が2.2Aですか。それとも常時負荷が4.0Aでしょうか。電圧降下計算であれば突入などの過渡現象は措いといて、常時負荷電流で考察するべき物と考えます。いづれにしろ、87〔m〕地点の四台分だけではなく、この配線に流れる全ての負荷電流を考慮するべきです。

>公式 E=3.56*L*I/1000*...続きを読む

Qコイルに磁石のN極を近づけ、電流が流れるかどうかの実験をしたのですが、 遠ざける際と近づける際では、

コイルに磁石のN極を近づけ、電流が流れるかどうかの実験をしたのですが、

遠ざける際と近づける際では、流れる電流が違い、
遠ざける際は、近づける際に作られた磁界を妨げるようにして作られた磁界がまた「妨げるようにして逆向きになる」と習いました。(習った気がします。)


何を妨げるようにして、また逆になったのか知りたいです。


上で間違っているのであれば、解説お願いしたいです
お願いします。

Aベストアンサー

こんばんは

>何を妨げるようにして、また逆になったのか知りたいです。
正確には「磁界の”変化"」を妨げるように電流が流れます。

近づけるときには「N極の"増加"」を妨げるように電流が流れます。
遠ざけるときには「N極の"減少"」を妨げるように電流が流れます。

Q電圧降下計算

負荷設備(1)に単相200V入力し、(2)に電線渡りで電気を供給((1)は100V機器のため内部でトランスにより降圧し、100V供給(2)は200V機器のため(1)で受けてそのまま渡りで供給)する配線において(1)の一次側までの電線の電圧降下を計算したいのですが、このような2種類の電圧がある場合の計算方法を教えてください。
計算は、マクロにて計算できるようになっています。

Aベストアンサー

負荷設備(1)の1次側は200Vなのですよね?
そうでしたら通常に200V部分の電圧降下のみを計算すればOKだと思います。
1.電源から負荷設備(1)までの配線に流れる電流=負荷設備(1)の消費電流+負荷設備(2)の消費電流ですから、この電流に電源から負荷設備(1)までの配線のインピーダンスを乗じれば電圧降下が求まります。
2.もし2次側の電圧を求めたければ、
(200V-1で求めた電圧降下)
にトランス降圧比を乗じ、この電圧からトランスの電圧降下分と2次側配線の電圧降下分を差し引きます。

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Qコイルに交流電流が流れるときに発生する誘導電圧について。

高校物理?の電気と磁気、交流について勉強をはじめました。
コイルに交流電流を流し、そのときにコイルにかかる電圧の定式化の部分で、位相について、いまいち納得いかない部分があります。

コイルにかかる電圧は、電流に対して、位相がπ/2だけ進んでいるって書いてあるんですが、そもそも、コイルに電流が流れることにより、誘導起電力が発生するわけで、なぜ、電圧の位相が進んでいるのか分かりません。

これは、電圧が、電流に対して3π/2遅れていると言い換えてはいけないものなのでしょうか??

よろしくお願いいたします!

Aベストアンサー

これは微分や積分を使えばすぐ導き出せるのですが、
それでは納得した事にはならないので、水の例を使って説明します。

> コイルに交流電流を流し、そのときにコイルにかかる電圧の定式化の部分で・・・
まず、ここから考え直しましょう。
「コイルに電圧をかけたらコイルに電流が流れます」と言い替えましょう。

> コイルにかかる電圧は、電流に対して、位相がπ/2だけ進んでいるって・・・
これも「コイルに流れる電流は電圧に対して、位相がπ/2だけ遅れる」
と言い替えましょう。

さて、ここで水の例です。コイルは大きなはずみ車を付けた水車に例える事が出来ます。
円周状にパイプを設置して途中にポンプと水車を入れます。

ポンプで水圧を上げていくと、水車はゆっくりと回りだし、
段々スピードが上がっていきます。
水圧の上がり方よりも水車の回転数の上がり方の方がはるかに遅れます。

交流ですから、次にポンプが回転を落として逆回転に入ります。
ところが水車ははずみ車で惰力がついていますからなかなか止まったり、逆回転したりできません。
ここでも大きな遅れが出ます。

これの繰り返しで水車は常に水圧よりも遅れます。
ここでどれだけ遅れているか考えて見ましょう。
水車はプラスの水圧がかかっていれば加速します。
このことから水圧がプラスからマイナスに反転したときが
水車の最高速度の状態になる事がわかります。

つまり、水車(電流)はポンプ(電圧)よりも位相が90°(π/2)遅れていることになります。
逆にいえば、電圧は電流よりもπ/2進んでいると言う事になります。

こんな説明でお判りいただけますか?

これは微分や積分を使えばすぐ導き出せるのですが、
それでは納得した事にはならないので、水の例を使って説明します。

> コイルに交流電流を流し、そのときにコイルにかかる電圧の定式化の部分で・・・
まず、ここから考え直しましょう。
「コイルに電圧をかけたらコイルに電流が流れます」と言い替えましょう。

> コイルにかかる電圧は、電流に対して、位相がπ/2だけ進んでいるって・・・
これも「コイルに流れる電流は電圧に対して、位相がπ/2だけ遅れる」
と言い替えましょう。

さて、ここで...続きを読む

Q電圧降下計算について(1φ2Wと1φ3Wどっちか)

キュービクル低圧電灯盤から屋上のエアコン室外機電源盤まで(40m)の幹線電圧降下計算についてご質問します。負荷はエアコン室外機1相200V(10A)×9台です。
計画としてはキュービクル側の既設配線用遮断器MCB3P 100AF/100ATを利用し、1相3線式CV3芯ケーブルで配電しようと考えています。しかし負荷が1相200VのみでR-T相のみしか無いので、いくら1相3線配電しても、下記のように1相2線の計算公式で電圧降下計算をしなければならないのでしょうか?

1φ2Wの場合の電線太さ=35.6×30m×90A / 3V×1000 =32.04sq よって CVT38sq
1φ3Wの場合の電線太さ=17.8×30m×90A / 3V×1000 =16.02sq よって CVT22sq

どちらの計算式で検証すればよいのでしょうか。
基本的なことで申し訳ありませんがご指南ねがいます。

Aベストアンサー

1Φ2WでOKですが各数値の根拠が不明です。

(1)公式はどこから引用ですか?
(2)30mは40mの誤り?
(3)3Vは電圧降下?200Vで3Vとは厳しい?

<PS>
内線規程の早見表を論拠にされたほうが誰にでも通用するので宜しいと思います。

Q1000本の直線コイル? VS 1000回巻き普通コイル

両極の磁石の間に線があって、磁石(または線)を移動すると起電力が
磁束と電線が直交した状態でフレミングの右手に当てはまるように移動すれば、
一本の線でも起電力が発生するとおもいます。

そこで、
絶縁ポリウレタン線をつかい
線の直径0.2mm  
を1000本束にして、厚さ4mm x 幅10 mm 程度の断面積におさめて
長さは10cmとする。
抵抗は10cmあたり0.05オーム。

それを両端だけ、皮膜をとってまとめて束を半田付けして
両端を一本づつ、テスター用に接続した場合。
つまり 1000本が10cm の直線コイル(??)
という感じにする。

磁石はネオジムで、2枚ともサイズが3x10cmぐらいで 磁束密度0.4(T)
で両極のギャップは 6mmとすると コイル線の表面との距離は 1mmづつとなります。

磁石は10cmある辺と、線が10cmの所を一致させて移動させます。
設置方向は、中心から外周に向けて。
移動速度は、円形移動で7200rpm。
もちろん、回転バランスは取れているという前提です。



質問は 2点 です。

(1)この場合、起電力は見込めますか?
見込めない場合は、やはり
コイルの両端を半田付したことでショート(?)になるんでしょうか?
うまくいくための改善点があればアドバイスお願いします。


(2)もし見込める場合、
1000回巻きで円周が10cm程度の普通のコイル  と比べるとどちらが起電力が高いか?


以上、ややこしいですが、なにとぞよろしくお願い致します。

両極の磁石の間に線があって、磁石(または線)を移動すると起電力が
磁束と電線が直交した状態でフレミングの右手に当てはまるように移動すれば、
一本の線でも起電力が発生するとおもいます。

そこで、
絶縁ポリウレタン線をつかい
線の直径0.2mm  
を1000本束にして、厚さ4mm x 幅10 mm 程度の断面積におさめて
長さは10cmとする。
抵抗は10cmあたり0.05オーム。

それを両端だけ、皮膜をとってまとめて束を半田付けして
両端を一本づつ、テスター用に接続した場合。
つまり 1000...続きを読む

Aベストアンサー

1.電圧は出ますが、電線1本のときと電圧の大きさは変わりません。
(1000本あっても、電線が並列につながっているので)


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