整流子がくっついていたら…？

質問

整流子がくっついていたら…？

物理Iの内容です。

モーターの仕組みのところで
整流子が半回転ごとに電流の向きを変えるとありますが
電流の向きはプラスから入ってマイナスへ出るという一定ではないですか？

あと整流子がわかれておらずひとつの筒のようにつながっていたら
コイルは半回転ごとに戻るとありますが
これも理由がわからないので教えてほしいです。

物理が苦手なので詳しめにお願いします。

回答No.3

sakusakura2010 · ベストアンサー

モーターを使って発電する際、一般に交流の電気が発生するのはご存知かと思います（電流のプラスマイナスの向きが周期的に変わります）。逆に言えば、交流の電気を流せばモータが回ることになります。しかし乾電池などでは一定方向の直流の電気しか流せません。しかし整流子が２つあると回転中に、スイッチが入れ替わったような状態になり、入り口で直流（一定方向）なものが、モータ中心では交流のように電流が流れます。あと整流子を一つにした場合、モーター中心に電気が流れず、そもそも動かなくなると思います。

補足

解答ありがとうございます

まだ完全にわかったわけではないのですが
今自分の中にあるモヤモヤは

整流子があるとなぜ半回転ごとに逆の電流が流れるのか

がわかりません。
これが分かるとすべてつながらそうなので教えてください。

回答No.5

sakusakura2010

＃３です。ブラシが整流子に触れていないと、電流が流れませんから、モータがー動きません。整流子が２つだと、その境目では、ブラシに触れない状態が発生します。回転しだせば勢いがつき、問題ないのですが、停止状態でそのような状態だと、動きません。そのため一般的なモーターは、整流子が３つ以上の構造が多いです。

回答No.4

sakusakura2010

＃３です。整流子とは、モーターの中にあるスイッチのような機能をもった部分を言います。言い方の問題になりますが、整流子という物そのものはありません。また整流子をコンセントに置き換えるといいかもしれません。家庭にあるコンセントは交流のため、どう差し込んでも違いはありません。しかしプラスマイナスが決まっているとします。コンセントを抜き差しして、プラスマイナスを入れ替えると、コンセントの先にある製品では電流の向きが変わってしまいます。モーターも回転することスイッチの部分が動き、切り替わる仕組みになっています。

補足

ありがとうございます。
イメージはつかめました。
ブラシが整流子に接触していないときには何が起きているんですか？
そのときに電流が流れないから何か整流子ならではの特別なことが起こっているんですか？

回答No.2

foobar

電源からみると、電流の向きは一定ですが、コイルから見ると半回転毎に電源の極性が入れ替わってつながるので、電流の向きが反転します。

半回転毎にもどる、というのはあまりよくないかもしれません。
コイルに電流を流すと、ちょうどコイルと磁極が正対したところで、回転力が0になります。
（そこから時計方向にまわると反時計方向の回転力が、反時計方向に回ると時計方向の回転力が働きます。）
そこで、この点を中心にして、ちょうど振り子のように振動します。
（そのうち、振動が減衰して、この位置でコイルが静止する。）

補足

>（そこから時計方向にまわると反時計方向の回転力が、反時計方向に回ると時計方向の回転力が働きます。）

というのはなぜですか？

回答No.1

MOMON12345

言葉で説明するのが難しいので、以下のページを参照してみてください。
http://www.e-kyozai.jp/cgi-bin/suguru/semi/r3_2/kakunin/r3_2_5.html

モータが回転するためにはロータの磁極が変化する必要があります。
変化しないと、ステータのNとロータのSが向き合ったまま止まってしまいますね。
つまりこれが、整流子が一つにつながっていたらと言われているところで、磁極に変化がないので半回転しかできない訳です。
例え慣性でもう少し回ったとしても、安定点である半回転の所に戻ってきてしまいます。

整流子が電流の向きを変えるのは、ロータのコイルに流れる電流の向きという意味です。
つまり、ロータのコイルの、
１．巻きはじめ→巻き終わりに電流を流すか
２．巻き終わり→巻きはじめに電流を流すか
を、ダイナミックに切り替えているのです。
これによってロータの磁極は半回転ごとに変化し、ステータの磁力との反発力などでモータが回転を続ける訳です。