不思議なモーター

質問

低電圧で高速回転するモーターを考えました。
普通モーターを高速回転させるには電圧を高くします。でも、回転しているときコイルの通電をやめます。すると、逆起電力はリセットされます。そしたらコイルに電気を流すと低電圧でも電流は流れ、モーターは加速します。逆起電力が大きくならないうちにコイルの通電をやめ、逆起電力をリセットしたらまた短い時間電気を流します。これで低電圧で高速回転すると思うんですが、何か勘違いはありますか？

回答No.38

CC_T

ではNo.29の続きを。　
> N極が鉄心に近づいていくと逆起電力が発生します。
> でもこの逆起電力はほぼ一定です。
S-N中間からN極に近づく間は磁束の変化が大きいため、電圧変化が大きい区間が含まれているはずです。

> N極が鉄心に最も近づくあたりで逆起電力は減少し
> 最も近づいた時逆起電力は0になります。
その通りですが、あれ？　最接近時がMAXって言われてましたよね…？　あぁそうか、電流と電圧のピークがずれるって「仮定」を導入したのでしたっけ。とりあえずスルーしましょうか。

> N極が遠ざかる時逆起電力は逆向きになり蓄積された電圧が減少へと転じます。
どこにどんな形でそのエネルギーが蓄積され、また放出されるのでしょう？物理的背景が考えつきません…。
また、電磁誘導において電圧の「蓄積」が普通に起こる物なら、鉄心トランスの1次側と二次側で位相差が出るってことになります。しかし現実は一時側と二次側で位相差はありません。
　http://www.eleki-jack.com/FC/2013/05/lcr6.html
のオシロ画面参照。黄色が一時側電圧、青が二次側電圧で、遅れなしの同位相ですね。
つまり「電圧の蓄積」は現実に反する仮定ではないかと思います。

> 磁力が違うとは、磁力線の角度が変わるためコイルに対して違うということです。
・・中略・・
> 磁力が強く働き、横倒しの角度か大きくなる外側に行くにつれ弱く働くんです。
> No.28の磁力線の図だとそれこそ中心部と端の磁束密度が変わっちゃいますよね。
No.28下図についての説明についてはいかがです？　周縁部から内に入ると磁束（磁力）は横倒しにならないので磁束密度はほとんど変化しないって説明つけてた分ですが。
中央の磁石の上、その隣の磁石の上、そのまた隣あたりでも、倒れた磁束はなく、その上では磁束密度にほとんど差がないはずです。これはNo.32へのツッコミで、「磁石の片面にコイルを当ててリング磁石を回転させれば負荷0で直流発電ができますね」とされている事への回答にもなるはずです。

> 磁束が増える時と減る時で変わるのは電流ではなく起電力であり
・・・中略・・・
> かかる電圧の向きが逆になるわけではないです。
起電力が蓄積できるものなら。それは上に引いた通り現実に反する仮説ですから、「起電力の蓄積」を考えに入れる必要はなさそうです。

ん？　もしやコイルですからリアクタンス成分を考慮しないといけないのか？
電磁誘導にもあてはまるのかなぁ…もしそうなら電圧に対して電流は遅れ位相になるので、蓄圧の考えを導入するまでもなさそうですが・・・

あぁ、
http://www.jeea.or.jp/course/contents/01159/
３図と４図を見る限り、コイルと磁石だけの関係だと関係ないようですね。

～～～

おまけ
http://www.youtube.com/watch?v=m_ldrYd0GG8
磁石を横に動かす実験て、案外晒されてないですね。

～～～

円筒型でN極が上を向いた磁石の上を、磁石よりも直径が一回り大きい鉄心入りコイルが通り抜ける状態を考えてみましょうか。

鉄は磁性体ですからもちろん磁束が「吸い寄せ」られますよね。
このため、N極に近づくと「中央真上」に来る前から既に磁束のほとんどが鉄心を通るようになっています。同じく、真上を通りぬけても同じように磁束のほとんどが鉄心を通っているために、やはり鉄心（コイル）を貫く磁束の変化はごく少なくなります。この結果、起電力がゼロ近傍の区間が伸びるわけで、出力波形と0Vの線の交わり角度が浅くなるでしょう。
急激なプラスからマイナスへの変化が軽減されるはずです。

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ちなみに空芯コイルの前で棒磁石を回転させると、
Ｍ　Ｍ
　Ｗ　Ｗ
のような半波あたり２ピークの波形が見られると思います。オシロがありゃ実験確認してみるのですが・・・。
棒磁石が長いほど、この落ち込みは０Ｖに近づくでしょう。
※コイルが棒磁石の横に位置する時にはやはりコイルを横切る磁束の変化が小さいので、電圧は低くなるはずですから。
コイルをPCのマイク端子に繋いで磁石回してWAVE録音した波形を見ても分かるかな？

NSNSNS…と並べた磁石の上をコイルが移動する場合はギャップが小さいので、より正弦波に近い波形が得られるでしょうね。

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No.35のリンク先、単相、２相、３相、テスラ、同じ赤ライン見ていても位相が違っていて、整合が取れていないような…。
参考にして大丈夫か？
No.34のリンク先も、実験の結果は不動作だったと書いてある。そりゃそうだろうなぁ・・・。
これで発電出来たら

お礼

SN中間からN極に近づく間の逆起電力は完全に一定ではないですが、その区間は大きな逆起電力が発生してることは確かです。交流波形を見てもそれがわかると思います。

最接近時が最大としたのはコイルにかかる蓄積された起電力のことでこれが交流波形の電圧になります。

逆起電力と蓄積は同時におこりますから位相差の意味はよく知りませんし蓄積されると位相差が出来る意味も分かりませんが時間差は起きないと思います。

磁束密度にそもそもかたよりがあっては駄目なんです。この辺は一定だけど隣へ行った途端密度が変わったなんてことはまずありえません。

大きい磁石と小さいコイル、小さい磁石と大きいコイルなどにこだわりますが、それと交流発電機が無負荷発電機なのかとは関係ありませんよね。交流発電機に一様な磁界や磁界が変化しない区間は存在しません。