電磁誘導・・・

質問

今、電磁誘導によって二次電池を充電しています。
そして特性を測定しているのですが、実測値と理論値を比較したいのですが理論値の出し方がよく分かりません。
ちなみに使用している機器は、通称置く電池と言われているものです。これは電磁誘導を利用しているので非接触で充電します。
測定条件としては、入力電圧が100V、入力電流が0.05～0.06Aです。測定は11時間充電して、30分おきに電圧、電流を測定しています。コイルの巻数は電池側が60巻ということはなんとか分かりましたが、充電器側は何回巻いているか分かりません。機器が1台しか買ってもらえなかったので分解は出来ませんでした。電池はニッケル水素電池を使用しています。理論として出したい値は、充電電流、充電電圧です。
どうか分からない僕たちに教えて下さい。よろしくお願いします。

回答No.2

angkor_h

>コイルの巻数は電池側が60巻ということはなんとか分かりましたが、充電器側は何回巻いているか分かりません。
→入力電圧と出力電圧の比は巻数比です。両者の電圧を測定すればわかります。

>電池はニッケル水素電池を使用しています。
→容量と電池電圧が電池に書いてありませんか？
○mAHと書いてあったら、○mAが一時間流れる容量があります。
○mWＨと書いてあったら、(○÷電池電圧)が一時間流れる容量があります。
これを掛算すると、蓄積できる電荷量が求まります。

測定している時間と測定値を次のように分析します。
1)コイル一次側の電圧と電流の変化を記録し、その電力(秒あたり)を積分します=ph1。
2)同じく2次側も=ph2
ph1とph2の比率が電磁誘導による結合率(伝達効率)になりますね。
3)電池の電圧と電流の変化から、これもその電力(秒あたり)を積分します=ph3。
これが電池に蓄えられた電力です。たぶん、先の「○mWＨ」を秒に変換した値になるはずです。

電池の諸元を調査してください(電池メーカサイトなど)。
実験は放電終止電圧から始め、満充電で終わりにします。その間が
ph3(または近い値)になるはずです。
あるいは、充電電流の積分値が先の「蓄積できる電荷量」(または近い値)になるはずです。

これらの値には当然差がでます。原因は、測定誤差、解釈違い、などです。後者の発見と是正が知識の蓄積です。

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こういう実験の質問が多いですが、なぜみなさんは指導者の方に質問されないのでしょうか。
「自分で考えろ!」に対して、これは「自分で考えた」ことになるのでしょうか。
いくら助言をしても、実験結果の報告まではあった例がありませんね。

お礼

一次コイルと二次コイルの巻数と電圧はなんとか分かりました。
しかしニッケル水素の容量は書いてないですね・・・。電圧は1.2Vと書いてあるのですが・・・。

コイル一次側の電圧は測ることが出来たのですが電流はちょっと無理でした。電流計を入れるとなるとかなりバラさなくてはいけなくてちゃんと動くか心配でしたので。
二次側ではコイル自体が電池に巻いてあるので、そこに電圧計・電流計を入れることが難しく、出来ませんでした。ただし、電圧だけなら計算で求められました。
なので伝達効率が求めることが出来ませんでした。

なので電力も同じく求めることが出来ませんでした・・・。

電池のメーカーサイドに連絡したのですが役に立つ情報は得られませんでした。

実験結果としましては、電流は最初少し減少しその後次第に上昇していくという現象が見られました。これは調べたんですが、準定電圧充電というものが絡んでいるのでしょうか？なんかよく分かりませんでした。

電圧ははじめに急激に上昇し、その後はほぼ変わらないですね。まぁ少しずつではあるのですが増えてはいます。

磁束も測っているのですが、これは何か上がったり下がったりしています。結果的に上がってはいたものや、ほぼ一定になっていたりとばらばらでした。これはよく分かりません。

こんな感じの結果になりました。

助言等いろいろとありがとうございます。

回答No.1

nrb

測定器の誤差、人為的ミスなどが無ければ

測定値＝理論値です
測定値＝理論値に成らないならばどこかに間違いがある。

ただ、現在の電磁誘導などの式は条件付やある特定の条件ののみの簡略化された式も多数あります。
したがって、簡略しない複雑な計算方法や補正する為の実験など沢山必要に成ります。
ので論文が１つ書けるほどですから・・・・

まあ、無理ですね

お礼

そうですか、無理ですか・・・。
分かりました。ありがとうございます。