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解決済みの質問

オームの法則に反する実験結果

大学の研究で非常に大きなコイルを扱っています。
コイル線径:0.5mm
コイル巻数:770巻
コイル線長さ:約140m
コイル芯:鉄(SS400)

テスターでコイルの抵抗値を測定したところ、55[Ω]でした。

先日、このコイルに直流安定化電源(35V-10A)で電流を流し、
通電チェックを行いました。
オームの法則に従うと、コイルに最大電圧をかけたとき
電流=電圧/抵抗=35[V]/55[Ω]≒0.65[A]
程度の電流しか流れないものと思われます。

しかし、実際は最大電圧35[V]で1.3[A]の直流電流が流れました。

このような結果が得られる要因として、どのようなことが考えられるでしょうか?

私が思いつく理由としては、以下のような事が挙げられます。
(1)テスターの抵抗値の値が不正確
(2)直流安定化電源の表示値が不正確
(3)漏電によりコイルの芯にも電流が流れてしまっている

投稿日時 - 2008-08-10 16:25:43

QNo.4241608

すぐに回答ほしいです

質問者が選んだベストアンサー

たくさん巻いてありますのでインダクタンスも大きいとは思いますが、
測定はそれなりに値が安定してから計ったものと解釈し、初歩的な
測定ミスはなく、測定器もそんなには狂っていないとすると、一番
考えやすいのはレアショートでしょう。

一番内側の巻き線を外に引っ張り出す所で、他の線とこすれて被服が
はがれ、ショートしたことが考えられます。テスターで計った後で
ショートしたのだとすると、再度テスターで計ると27Ωになっている
かもしれません。

ひとつ仮説を立ててみました。
55Ωが正しかった。
35Vで通電したときに一瞬電源との結線がはずれた。
そのときに逆起電力が発生し、途中の絶縁被服を破壊した。
 (電源接続時に火花はでませんでしたか?)
以後、その部分がショートし、27Ωになった。

レアショートかどうかを調べるにはコイルのQを計ってみるのが良い
と思います。コアがムクの鉄だとそもそも逆起電力もあまり生じなかった
かもしれませんが、Qを計るのもちょっと工夫が必要になります。

巻き線の温度変化でも抵抗値は変わりますが、100℃くらいの温度変化
では抵抗値が半分になることはありません。それと、普通は銅線を
巻くと思いますので、温度の上昇とともに抵抗が上がることはあっても
下がることはありません。従って温度は無関係と考えられます。

コイルの磁路はどうなっているのでしょうか。もし何らかの交流磁界が
あるとコイルは発電します。発電は交流なのですが、テスターと
安定化電源では内部の構造が違うので、交流に対する振る舞いが違い
ます。これによって大きな誤差を示すことは考えられます。

テスターの交流レンジを使って、発電していないかどうかも確認して
みてください。

投稿日時 - 2008-08-10 17:05:49

お礼

ありがとうございます。
早速確かめてみたいと思います。

投稿日時 - 2008-08-10 23:37:40

ANo.2

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回答(3)

ANo.3

コイルのデータを単純に考えると

コイルの線長が140mで線径が0,5mmとして
信越電線のデータによると(寸法表)
http://www.shinetsudensen.co.jp/img/pdf/catalog.pdf
最大導体抵抗(Ω/Km)が90Ω程度なので
12~13Ω程度になるのではないかと思います。
この表を実務で使ったことないので最大と現実がどうかは自信がありません。

これを信用するとテスターでどう間違うか分かりませんがこんな見方もあります。

コイルがどんな大きさで(単純に平均コイル径で5cm程度と推測しますが)鉄とどの程度密着しているかによりますが、直流電源をつないだ時36V1,3A程度流れれば40Wの電球ぐらい発熱するのでこの値はある程度熱平衡で安定した値ですか?

現物をみないだれも正解は難しいと思いますが参考になれば・・・

投稿日時 - 2008-08-11 08:31:49

ANo.1

理由が思いつくのですからそれをたしかめるだけです。誤差が大きすぎるのでわかるはずです。発熱による抵抗値増加とも逆ですし。
・標準抵抗に近いものをテスターで測る
・別の校正された電流計電圧計を使用する
・漏電の有無を調べる

投稿日時 - 2008-08-10 16:43:03

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