抵抗の値の計算（ラジエーター）

質問

HIとLOで切り替えて駆動するラジエーターの回路があります。
写真の緑の抵抗はLO回転用です。
恐らく上の赤い線はLO入力で、
下の赤い線は水色の線と直結でHI入力。
水色と黒色が、DC12V(?)のラジエーターファンです。

写真のように緑の抵抗器が断線している「かもしれない」場合、
同じ機構を用意する時、何オームの抵抗を入れたら良さそうでしょうか。
つまり厳密な回転数は必要ありません。HIの回転数の半分とか、
ある程度適当でかまいません。

「HI の時0.08オーム」とか言う業者もいるのですが、
このラジエーター機構は、HIは無負荷、LOは0.1～2.0オームあればOKという理解で正しいのですよね？

写真の吹き出しにある抵抗間の小さな部品はコンデンサで間違いありませんか？
その際、どの程度のコンデンサを使用すべきでしょうか。

当方は50Wのメタルクラッド抵抗を使おうと思うのですが、抵抗値はそんなに気にするべきでしょうか？HIとLOWを直結すれば、エンジンが冷えすぎるのは判りますが、それでは芸がない気がしまして。

回答No.2

mdmp2 · ベストアンサー

No.1 です。
つぎのページによれば、
http://www.takman-e.co.jp/pdf/rha.pdf
定格電力は、周囲温度25℃における値です。周囲温度200℃まで使えて、そのときの許容電力は定格電力の30% になります。50W のメタルクラッド抵抗は、周囲温度200℃では許容電力が15W
になります。
エンジンルームの温度がどのくらいまで上昇するか測ったことがないので分からないですが、分からないながらも、200℃までは上がらないのではないでしょうか。
業者に聞くとか、温度計をエンジンルーム内に設置して、炎天下をしばらくドライブして温度上昇を測定するとかして、まず、エンジンルーム内の温度を調べます。
それがたとえば100℃なら、http://www.takman-e.co.jp/pdf/rha.pdfのページの「負荷軽減曲線」から、軽減率がおよそ、65% になることが分かります。50W定格の場合、32.5W になります。
前回の回答で0.75Ωの抵抗をシリーズにつけたときの消費電力は16.6Wと計算されましたので、50W 定格の抵抗を使うことができます。

希望する抵抗値のメタルクラッド抵抗を入手するのは簡単ではないかもしれません。取り寄せに応じてくれる販売店を探すか、それが見つからなければ次の通販店で扱っていますので利用すると良いと思います。
http://www.soundparts.jp/resistors/metal_clad/metal_clad.htm

抵抗は消費電力が等しく、サイズが同じ（表面積＝放熱面積が同じ）なら、どんなタイプの抵抗でも温度上昇は同じです。メタルクラッドタイプが特に高温になるということではありません。
メタルクラッド抵抗は構造上高温に耐えられるので同じ大きさなら他のタイプの抵抗より大電力に耐えられます。
さて、メタルクラッド抵抗が高温になるのでシャーシーにベタ付け（ねじ止め）することをお考えのようですが、そうすると、現在取り付けられている場所（端子）とシャーシーに取り付けた抵抗の間をケーブルで接続することになります。ケーブルに自動車用ケーブルを使ってください。（耐熱性があり丈夫なケーブル）エンジンルームの中で熱でケーブルの外皮が溶けて金属部分に接触するとか、周りの金属部とにこすれて外皮が痛んで金属部分に接触するなどして、発火する恐れがあります。
また、ねじ止めする「ねじ」が振動で緩んだり抜け落ちたりしないように対策ください。

小型のファンを設置して、メタルクラッド抵抗を冷却することはお勧めしません。ファンがよほど堅牢な製品でないと、走行の振動で壊れると思います。

もっともお勧めは、現在の抵抗（たぶん、セラミック製の円筒に抵抗線を巻いたもの）を「抵抗線を取り除いて、ニクロム線を巻き付けて」修理することです。
次の店で入手できます。
https://www.sengoku.co.jp/mod/sgk_cart/search.php?cid=4136
1mmφのニクロム線の1mあたりの抵抗値は1.38Ωなので、50cm少々で0.75Ωになります。
セラミック円筒の直径が2cmなら、8回巻けば50cmになります。

車の自己流電気配線は事故のもとですので、自動車整備業者と相談しながら行ってください。

お礼

>50Wのメタルクラッド抵抗は、周囲温度200℃では許容電力が15Wになります。
はー。それは知りませんでしたー。そうなんですねぇ。本当に勉強になります。

素晴らしいご回答を頂き、恐縮です！
またケーブルや振動面でもご教示頂いて、凄いですね、フォロー力みたいなものが。きっとプライベートでも素敵な方だとお見受けします。
アドヴァイスにより小型ファンや止めます。部品点数も増えるし、できればラジエーターの風が当たる所なら意味が薄いかもしれませんし。。

これで１００％解決できるはずです！今後にも役立ちました。本当にありがとうございました！

回答No.1

mdmp2

まず、注意すべきことですが、工作するときは必ずバッテリのマイナス側を外して実施してください。

レジェータファンの消費電力を80W とします。
電圧は12V ですから、電流は、6.7A 、
ファンの抵抗は、1.8Ωになります。

ファンに送り込む電力は、LO の時は、HI のときの1/2(40W)にするものとします。
ファンの所要電力 = 電流^2 × 抵抗 から電流を求めます。
電流 = √(電力/抵抗) = √(40W / 1.8Ω) = 4.7A
すなわち、ファンに送り込む電力を1/2 にするには、電流を4.7A に低減する必要があります。(6.7A の1/2 ではありません。）

電流を4.7A にするには、
抵抗（ファンの抵抗と直列抵抗の和） = 電圧/電流 = 12V/4.7A = 2.55Ω
直列抵抗の値は2.55Ωから1.8Ωを引いた値、0.75Ω となります。
抵抗の消費電力 = 電流^2 × 抵抗 = 4.7A^2 × 0.75 Ω = 16.6W
車の中は高温になりますので余裕をみて、50W のメタルクラッドで良いと思います。

上記の計算例ではファンの消費電力=80W、LO の時の電力低減率を1/2 としましたが、実際に使用されているファンの消費電力が分かったら、値を変えて、計算し直してください。

0.75Ωの抵抗は入手が難しいときは1Ωでも良いでしょう。
断線したらしい、抵抗から抵抗線を取り除いて、鉄線を巻いても良いと思います。

※ファンの抵抗値は加える電圧によって変化しないものと仮定しました。

お礼

大変、ありがとうございます。お答えについて、頑張って考えています。
1点、メタルクラッドでは放熱が不安で、小型ファンを付けようかと思いました。
よく売っている12Vの40mm×40mmのファンなんていうのは、直列に繋いだらまずいですよね。
どういう方法だと一般的なのでしょう？
かなりの発熱で100Wメタルクラッドでも車のシャーシにベタづけでギリギリらしく。

ちなみに抵抗値が決まっているのでしたらどう計算したら良いのでしょう？
0.68だとすると、、うわーわからない。。