発電機（オルタネータ）について

質問

中学生に環境の学習で「発電に必要なエネルギー」について学習させようとしています。そのために自転車と車のオルタネータを使って発電機を作っています。
　完成後は、人力で発電した電力を使ってテレビを見ようと考えています。（中学生に発電に必要なエネルギーについて考えさせるとともに節電の大切さを知ってもらうため。）
　ところが、発電機を動作させることができなくて困っています。

　ここからが質問の本題です。
自転車とオルタネータで作る人力発電機の現在の状態。
　１　自転車を台の上に後輪を浮かせた状態で固定する。
　２　車のオルタネータをスタンドと同じ台に固定する。
　３　自転車の後輪とオルタネータにVベルトをかける。
　４　自転車のペダルを踏むとオルタネータは勢いよく回転する。
　５　いくら自転車のペダルを踏んでも発電することができない。

オルタネータの配線方法が悪いらしいことは分かっているのですが、どうすればよいか分かりません。よろしくお願いします。（配線や電子部品については全然分かっていません。）

回答No.6

noname#2748 · ベストアンサー

オルタネーターのタイプが不明ですのでなんともいえませんが、現在主流になっているタイプではボルテージレギュレーターが内臓されているタイプのものがほとんどです。このタイプではＢ端子をバッテリーの（＋）端子にオルタネーターのケースをバッテリーの（－）端子に接続します。またＬ端子はチャージランプ端子ですので、１００Ω程度の抵抗と３Ｗ程度の電球を並列に接続したものを介してバッテリーの（＋）端子に接続します。その他にＳ又はＲ又はＩＧ端子がある場合はバッテリーの（＋）端子に接続します。また、機種によってはＦＲやＣなどの端子がある場合もありますが、これらは接続しません。

簡単に動作を説明しますと、まず、バッテリーの（＋）端子から電球及び抵抗を通してＬ端子に電流が流れ、その電流はブラシを通りオルタネーターのローターコイルに流れレギュレーターを通してバッテリー（－）にもどります。この電流を初期励磁電流と呼びます。この状態でオルタネーターが回転しだすと、ローターに流れた電流でローターが磁化されているため、ステーターコイルに電流が励起されます。ステーターコイルに励起された電流は整流用のダイオードを通りＢ端子から出力されます。整流用ダイオードには出力を取り出すための物とは別に、もう一組Ｌ端子に接続されているものがあり、いったん発電を開始してしまえば、ローターコイルに流す電流はこちらから供給されます。また、このときＬ端子電圧がバッテリー電圧と同等になるため、チャージランプや抵抗には電流が流れなくなりチャージランプが消灯します。他のＳやＲ端子はオルタネーターの発生電圧をコントロールするために発生電圧をフィードバックするための端子です。ＩＧ端子はレギュレーターの動作を開始させるための電源で、機種によってはローターの励磁電流をこの端子から供給しているものもあります。

いずれにせよ、自動車用のオルタネーターを使用するには最初に外部から電源をもらいローターコイルに励磁電流を流してやる必要があります。励磁ができる程度で良いのでごく小型のもので良いのですが、発電を開始させるには不可欠です。

使用されているオルタネーターのタイプがわかればより的確に接続方法を表記できるかと思います。

お礼

ありがとうございました。ついに完成しました。
発電に要するパワーにびっくりしました。
（すみません。書き間違えて補足の欄にお礼を書いてしまいました。）

補足

ありがとうございました。
ついに完成しました。発電に要するパワーってすごいんですね。

回答No.5

v8v

kaoru_jinさん、こんばんは。

　　私も以前、実は同じ事を考えて実行した事がありました。もう十数年も前に試行錯誤して習得した知識ですが、ココのスペースに分かりやすく記す事は不可能ですので、解り易い参考ＵＲＬをご紹介します。（注：参考ＵＲＬは、私とは関係ありません。）

　　生徒さんに感動を与えられる事をお祈りしています。

参考URL：

http://www.mz.reitaku-u.ac.jp/~eshimada/kaze/

お礼

ありがとうございました。大変参考になりました。
　自分の用意したオルタネータと端子の名前が少し違うみたいなので、今度分解してから確認し、実践してみようと思います。（今度の日曜日）
　今まで不安に思いながら試行錯誤していたのが、嘘みたいで、自信を持って実践をできるようになりました。

回答No.4

ymmasayan

お答えは出揃っているようなので補足です。
（１）自動車用のオルタネータはエンジン回転数の大幅な変化に対応するためレギュレータ（電圧調整器）が付加されています。一定以上の回転数(電圧）でないとバッテリーを充電しません。
（２）発電のためにバッテリーをつなぎますから、オルタネータを回さなくてもテレビ（？）に電気が供給されてしまいます。発電のデモとしての迫力に欠けるかも知れません。（蛇足です）

お礼

ありがとうございます。(2)のほうですが、自転車の発電機から例示電流を供給してみようと思います。
　蛇足も作製していく（計画の）上では、役立ちました。
今度の休みの日にやってみようと思います。

回答No.3

kasuga

１の人もいっているように、起動時には電力が必要です。
バッテリーをつけてください。
それと、TVへの電力供給は保護回路とかきちんと
ついていますか、ずさんな回路だと火災がおきると
思いますが。

お礼

ありがとうございます。
発電ができるようになったら、がんばって考えてみます。
（また質問させていただくかも・・・）

回答No.2

i-harada

i-haradaです。

現在の車の発電機は小さな電気を使用して電磁石を作り、それを回転させることによって大きな電力を得る仕組みと思います。
ただし、一昔じゃなくて、ずっと昔は、永久磁石を回転させて電力を得ていました。これは、現在の、自転車の発電機と同じ仕組みです。

オルタネータは整流器が入っているため通常は直流しか出ませんから、カーテレビなどを接続しないと、家庭のテレビでは動作しないと思います。

車のオルタネータを利用されるなら、オルタネータにまとまって３本の線が差込む端子（カプラ）があると思いますが（随分前の記憶なので・・・）ちょっと不安ですけど、カタカナの「コ」の字になっている向かい合う２極に電流を流して回転させれば、オルタネータのボディーアースと、Ｂ端子に電圧が発生すると思います。
言葉に間違いがあるかもしれませんが、大体こんな具合です。
後は、現役の方にお任せします。

お礼

ありがとうございます。
最初は、１００Ｖを考えていましたが、カー用品で考えた方が手軽でよいかもしれないことに気がつきました。

回答No.1

linus3030

オルタネーターは
通常のモータとちがって電磁石を使っていますので
電圧をかけないと発電しないと聞いたことがあります。

お礼

ありがとうございました。
たくさんの方からの親切丁寧な回答によって、作製するための意欲が２倍３倍になりました。