同じ電流を流した時の抵抗の違いによる電源装置の負荷について
- 実験で使用する加熱炉の電源装置は、電流値の制約から必要な温度まで加熱できない問題があります。
- 炭素より抵抗値の高い材料を使用することで、同じ電流を流しても高い温度まで加熱が可能ですが、電源装置への負荷が増大する可能性があります。
- 電源装置の仕組みについて詳しくは分かっていないため、この問題に対してどう対策すべきかについて質問したいです。
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同じ電流を流した時抵抗の違いによる電源装置の負荷について
同じ電流を流した時抵抗の違いによる電源装置の負荷について 実験で加熱炉（炭素型に電流を流して発熱させ熱源としている）を使っているのですが電源装置で流せる電流値の制約から、必要とする温度まで加熱を行うことができません。 そこで炭素より抵抗値の高い材料を使うことで、同じ電流を流した場合でも炭素に比べて高い温度まで加熱を行えると思ったのですが、電流を流す物の抵抗値が高くなることで、同じ電流を流した場合でも電源装置に掛かる負荷は大きくなってしまい、電源装置が耐えられないのかなと思ったのですが、どうなのでしょうか？ 電源装置は指定した定電流がながれるような回路になっていますがその仕組みについてよくわかっていないため質問させていただきました。
- pool-hiro
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- 科学
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>電源装置は指定した定電流がながれるような回路になっていますが・・・ 一般に、電源といえば「定電圧電源」または「定電圧に近い特性を持つ電源」（負荷が変わっても電圧を一定に保つ）が多いのですが、稀に（そういう目的で）負荷が変わっても定電流性を維持する「定電流電源」というものもあります。 質問者さんが使用しておられる電源は、この「定電流電源」なのでしょうか。 もしそうであれば、銘板にそのことがはっきり書いてあるはずです。 もしそうであれば・・・ 定電圧電源に最大容量(AまたはW)が規定されているように、定電流電源も最大容量(VまたはW)が規定されているはずです。 銘板を確認してみてください。 定電圧電源は負荷が大きく（負荷抵抗が小さく）なり、規定の電流を超えると急激に電圧が低下します。（大抵の場合保護回路があるので壊れることはない） 定電流電源は負荷が大きく（負荷抵抗が大きく）なり、規定の電圧（または容量W）以上になると、それ以上に電圧を上げることができなくなります。（これも大抵の場合保護回路があるので、壊れることはない） 質問者さんが行っておられる実験は、（多分）定電流電源の能力を上回る負荷がかかっている（抵抗が大き過ぎる）ため、電圧が上がらなくなっているのではないかと思われます。 これは、定電流電源の出力電圧を測ってみるとわかります。 負荷が大きくなる（抵抗が高くなる）に従って、電圧がどんどん上がるはずなのが、どこかで頭打ちになることで確認されます。 多分、この加熱炉に使用するには容量不足であり、より高い電圧（および電力）を供給できる電源が必要なのではないでしょうか？ 加熱炉の銘板に記載されている「電圧・電流・電力」と電源の銘板に記載されている「電圧・電流・電力」を照合してみてください。 電源の数値すべてが、加熱炉の数値すべてを上回っている必要があります。
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- 178-tall
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No.2 さんと同じ趣旨ですが…。 ご使用の電源装置は、出力抵抗と負荷抵抗が等しいときに最大負荷電力が得られるタイプなのじゃありませんか？ 「仕様」に最大出力電圧 Vmax と最大出力電流 Imax とが明記されておれば、出力抵抗 Ro の目安は、 Ro = Vmax/Imax です。 その加熱炉の負荷抵抗がそれ (Ro) より大分低いのなら、発熱抵抗材を変えてみる余地があるでしょうね。
お礼
ご回答ありがとうございます。 ＞出力抵抗と負荷抵抗が等しいときに最大負荷電力が得られるタイプなのじゃありませんか？ 電源装置がこのタイプに当てはまるか調べてみます。 つまりは出力抵抗以上の負荷はかけられないのですね。 出力抵抗と現在の負荷抵抗がどうなっているか調べてみます。 ありがとうございました。
- watch-lot
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結論から言えば、電源装置の規格によって答えは変わってきます。 「流せる電流値の制約」というのが定格電流を超えるためなのか、それともより大きな電流を流すための電圧を上げることができないのか、いずれが理由なのでしょうか。 それによって、対策として考えられている負荷抵抗を大きくする場合に対応出来るかどうかが違ってきます。 つまり、前者の「定格電流で制約されていても電圧はまだまだ上げることができる」のならば可能、後者（電圧をそれ以上上げることが出来ない）であれば不可能ということです。
お礼
ご回答ありがとうございます。 定格電流を超えなくて、かつ必要な電圧まであげることができるなら可能とのことですね。 ・定格電流の値 ・電圧をどこまで上げられるか この2点を確認したいと思います。 ありがとうございました。
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