手回し発電機の手ごたえ

質問

手回し発電機を使ってコンデンサーを充電させる実験をしました。
電圧計、電流計をつなぎ、0.3A・5Vに合わせるようにまわしていましたが、途中からハンドルが軽くなってきました。
どういうことでしょうか？

回答No.2

sailor · ベストアンサー

簡単な話です。発電機を回すのに必要な力は発電自体（回転運動のエネルギーを電気エネルギーに変える）のに使われる分＋発電機のギアなどの摩擦損失や発電機内部での磁気損失などによる損失分で現せますが、コンデンサーに対しての充電では電圧が一定であれば電流は時間とともに減って行きます。これはコンデンサーが内部に電荷を蓄え次第に発電機の電圧に近づくためです。電圧が一定であればある一定の時間（コンデンサーの容量と発電機や回路の抵抗値で決まる）後には電流が０となり回転力を電力に変える分のエネルギーが要らなくなります。電圧がかかっていても電流が流れていないので発電機の発生している電力は０Ｗです。したがって損失分だけの力しかいらなくなりハンドルが軽くなるのです。電流計を観察していれば電圧が一定なら電流が減っていくのを確認できたでしょう。

お礼

はい！確認できました。
損失分は考えていませんでした。詳しい解説ありがとうございます。

回答No.1

麻野 なぎ（@AsanoNagi）

発電機は、電流が流れるほど重くなります。（その電流が、発電機のコイルを流れるときに、逆方向に回そうとするから）

あと、コンデンサの充電で、0.3A 5v を保持し続けることは不可能です。定電圧か、定電流かいずれかになります。

ここで、定電圧を保っていたとすると、コンデンサが充電されるに従って、電流が流れなくなります。故に、発電機は軽く回るようになります。

お礼

素早い回答ありがとうございます。数値ですが、接続が他人任せなのでここでは無視し、コンデンサー充電にともなう手ごたえの変化の理由だけで結構です。混乱させてしまい、申し訳ないです。