10Ａぐらいまで増幅する方法はありますか？

質問

コイルに大きな電流（10Ａ）をかけたいと考えているのですが、定格電源18Ｖ5Ａまでのものしかなく困っています。
　トランジスタやＯＰアンプなどを用いてどのようにしたら、これを実現することができますか？
　よろしくお願いします。

回答No.5

noname#2748 · ベストアンサー

一つ最初に断って行わなければならないのですが、どのような方法を用いても、電源の供給できる電力を上回った出力を得る増幅器は作れません。１８Ｖ５Ａの電源から供給できる電力は１８×５で９０Ｗです。従って９０Ｗ以上の電力要求する回路は構成することはできません。８オームの抵抗に１０Ａ流すには８０Ｖの電圧が必要です。これは８００Ｗの電力に相当しますので９０Ｗしか取れない電源から８００Ｗの電力を供給することはできませんの不可能です。

磁気を使用する回路になぜニクロム線のような抵抗値が高い線材を使用するのかその意図がつかめません。できるだけ抵抗値の低い線材を用いるべきではなでしょうか？磁力の発生が目的であれば、磁力の公式がＡ・Ｔ（アンペア×ターン）であることから分かるように、抵抗値の低い線材を多数巻いて目的のインピーダンスにするべきではないでしょうか？

それともニクロム線を使用する特別な意味でもあるのでしょうか？

お礼

ありがとうございました。
もう一度勉強しなおして見たいと思います

回答No.4

noname#2748

コイルの実際に使用する周波数でのインピーダンスが不明のままです。この状態では１８Ｖ５Ａの電源から１０Ａの電流を取れるかどうかは算出できません。使用するコイルインピーダンスが使用する周波数の範囲で０.８オーム程度であれば可能でしょう。電源の容量から考えて、ステップダウンコンバーターを用いて電圧を下げ電流容量を大きく取った場合、回路の損失を考えると８Ｖ１０Ａの出力が限度でしょう。その後ＦＥＴなどを使って必要な周波数を得ることになりますが、ここでの損失を考えるともっとインピーダンスは低く抑えたほうが言いかもしれません。

コイルを負荷として考える場合、周波数や波形によって電圧と電流の関係が変わってしまうため、直流回路のようにオームの法則だけで特定することはできません。

お礼

勉強をはじめたばかりで、補足が的を得ていなくてすみません。
　回答ありがとうございます。

補足

コイルはニクロム線を巻いた空芯コイルを自作したものを用いようと思っていまうす。
　この抵抗を測ったところちょうど8Ωでした。　リアクタンスのよい測定法が分からず、まだ分かりませんが、すでに言われた0.8Ωを超えてしまっています。

　そこで、現在、パワーオーペアンプを用いて信号を増幅してみようと考えているのですがどう思われますか？　これは可能でしょうか？
　その際に問題となることなどありますか？

回答No.3

taka113

＞連続制御用でＤＡボードからの出力信号を増幅しようと考えています。周波数は、0～20Ｈｚぐらいまでです。

DAボードを使用すると書かれていますのでアナログ信号をコントロールされるのでしょうか。すみませんが、まだ必要な情報が足りません。
・負荷に対してどういった制御を行いたいのか
・信号の種類はなにか
・コイルに通電する電圧はどの程度か
といった事をもう少し詳しく教えてください。

あくまでも電源の容量を無視して信号をパルスであると仮定した場合ですが、
パルス制御で大電流コントロールする素子として、誘導負荷に対するサージ耐性の強いIGBT等のパワー素子を使用すれば、制御回路を簡略化できます。IGBTというのはパワートランジスタにコントロール用のFETを内蔵したデバイスで、インバーターエアコンなどに多用されています。この代わりにMOS-FETを使用してもかまいません。
NO.2に述べられている様に汎用サイリスタを利用した回路では、直流をスイッチングする場合において、サイリスタの順方向電流をカットオフする工夫が必要になってしまいますので、これはいかがな物でしょう。ただしGTOタイプなどの特殊な物を使用すれば別ですが。

補足

負荷のコイルで、発生する磁界を直接制御したいと思っています。
　信号は線形制御を用いようと考えていますので、SIN波になると思います。
　コイルに通電する電圧ですが、かけたい電流（10A)とコイルの抵抗によってオームの法則により決まってくるのではないのでしょうか？
　非線形素子を用いた場合これは成り立たないのでしょうか？　すみませんここらへんが混乱していて分からないので、もし違ったらどういうことか教えてもらえますか？　お願いします。

回答No.2

noname#2748

基本的に電源の供給できる電力を超えて電力を供給できる回路というのはありません。従って１８Ｖ５Ａの電源から１０Ａの電流を取ろうとすれば、回路の変換効率が１００％でも９Ｖ１０Ａと言うことになります。このような回路はステップダウン型などのスイッチングレギュレーターで作ることが可能です。また、パルス的な通電でよいのであれば、大容量のコンデンサに充電しておきサイリスタなどのスイッチング素子を使用すれば比較的簡単にできるでしょう。

いずれにしても、どのような条件で（電圧・電流・パルスか一定電圧で定常的に通電するのか）使用するのかが不明では、できるともできないともいえません。また、コイルが相手となるとインダクタンスを伴うためパルス通電の場合など周波数による影響も無視できません。

お礼

お返事ありがとうございます。

回答No.1

taka113

どんな信号を増幅して何がしたいのか補足をお願いします。

直接電磁石などを駆動したいのなら電源を二つ並列に並べて供給するのも手です。単純なON/OFF制御ならトランジスターやリレー利用すれば簡単に出来ます。

お礼

お返事ありがとうございます。

補足：
電磁石として利用使用と考えています。

連続制御用でＤＡボードからの出力信号を増幅しようと考えています。周波数は、0～20Ｈｚぐらいまでです。