直流・交流による抵抗加熱

質問

抵抗加熱による蒸着装置を作っています。
タングステンヒーターに直流と交流をそれぞれバイアスしまっしたが、直流（数百ＷのＤＣ電源）では全く加熱せず、交流（AC100Vからスライダックで）だと簡単に加熱しました。
どちらも同じ程度の電流値だと思うのですが、何故こんなにも違うのでしょうか？

かなり基礎的な質問だと思うのですが、恥ずかしながら明確な回答が得られなく非常に困惑しております。
何方か御回答をお願いいたします。

回答No.4

ymmasayan · ベストアンサー

No.1です。

>　それと、DC加熱は高抵抗のセラミックヒータが一般的なのでしょうか
>　抵抗値がほとんど無いタングステンでのDC加熱はそもそも間違いなのでしょうか？
負荷に合わせた電源を選べばどちらでもいいと思いますが。
抵抗が小さいということは、低電圧、大電流の電源が必要ということですね。
過電流になっていることは充分考えられます。

参考ＵＲＬの図３およびその左の説明をご覧ください。
今、言われている現象は「垂下特性」または「フの字特性」にあたると思います。

参考URL：

http://www.orixrentec.co.jp/tmsite/know/know_dcps46.html

お礼

参考資料のご提供ありがとうございます。
大変勉強になります
＞抵抗が小さいということは、低電圧、大電流の電源が必要ということですね。
その後、AC、DC時の電流値を計測してみましたが、御指摘の通り、DCは極端に上限が低い事が分かりました。

回答No.6

endlessriver

＃３です。回答の現象をみると電源の電流容量がことなるのでは無いでしょうか。
すなわち、ＤＣ電源は電流容量が小さい。

昔、真空中でタングステン（少し添加物がある）のヒータを加熱する物を作っていました。ＡＣ１６Ｖから３２Ｖ、１０Ａから１０００Ａくらいの色々ありました。
ＤＣで加熱することにあこがれがあり、果たせませんでしたが問題ないと思っています。

お礼

有用なアドバイスありがとうございます。
#4,5で回答いたしましたように、DC電源の出力電流値の上限に問題があったようです。
また新たな電源探しを試みてみようと思います。

回答No.5

goobest_2004

本当に直流と交流で、電流は同じくらいなんでしょうか。
実際に測ってみましたか？

私は一度交流加熱（蒸着用じゃないですが）の電流をみたことがありますが、1～2Vの電圧にたいして交流電流は数十Ａもありました。スライダックは大電流に耐えられるので簡単につなげますが、直流電源だと少し苦労するんじゃないでしょうか。

それから、ワット数というか、電流がジュール熱（IR^2）に比例するので、モニタする上では電流の方が大事です。（電圧のみで間接的に観ることもできますが）
そういう意味で、電流が「同じくらい」とか、直流電源で十分なＷ数は出せていないようですというレベルの見方だと、少し不安があります。

また、電流と電圧の関係を時々チェックすると、ヒータの劣化に早めに気付けます。
劣化してくると急に抵抗が増してきますから。

あと、アースは再度気をつけて下さい。

お礼

#4の方のところでも回答しましたが、電流値はACの方が圧倒的に高い値でした。
ご指摘の通りです。

回答No.3

endlessriver

＃１の方と同じです。
いきなり、電圧をかけるとヒータの冷抵抗は小さいですから。
交流の場合と同様、少しづつ電圧を上げ加熱してみてはどうでしょう。

お礼

御回答ありがとうございます。
バイアスの仕方としては、最初に少し電圧をかけて、その後電流を少しずつ上げるようにしております。
ただ、#2の方のところでも書きましたが、電流を少しでも上げると電圧がガクっと減ってゼロのままになっているだけなのです。
それと、DC加熱は高抵抗のセラミックヒータが一般的なのでしょうか
抵抗値がほとんど無いタングステンでのDC加熱はそもそも間違いなのでしょうか？

回答No.2

goobest_2004

直流の片方が、装置のどこかにアースされてショートしてないですか？
ヒータ両端の電圧をチェックしてみましょう。

交流だとトランスなどでアースから浮いた状態で供給できるので問題は少ないですが、直流を使う場合には、そういった注意が必要です。

一般ＡＣ電源は片側がアースになってるのもご注意を。

お礼

御回答ありがとうございます
DCもACも同一のケーブルでバイアスしており、アースに接地していないかは確認済みです。
DCでもこの場合は閉回路になるので、片方がグランドという事で結線しておりました。

回答No.1

ymmasayan

直流電源装置の過負荷保護が働いているのではありませんか。
電流または電圧を測定してみればすぐわかります。

お礼

早速の回答ありがとうございます。
ひとまず電圧を計測してみようと思います。
ちなみにDCの時には、電源についている電流表示は一方的に上り、電圧はほぼゼロの定電流バイアスになっております。
ですので、十分なＷ数は出せていないようです