手回し発電機で蛍光灯を点けたいのですが・・・。

質問

蛍光灯を手回し発電機を使って点けたいのですが、どのような方法があるでしょうか。
　昇圧回路を使い捨てカメラから取り、乾電池で蛍光灯を点けることができると聞き、実際に乾電池１本でつけることができました。しかし、手回し発電機では点灯しませんでした。手回し発電機を手持ちのテスターで測ったところ、７Vほどの電圧がでているのですが・・・。
　点ける方法に心あたりがある方、またつかない理由に心当たりがある方、ぜひご協力お願いします。

回答No.16

noname#104477 · ベストアンサー

kurokuboyです、強引な力技ですが‥

空っぽの電池と蛍光灯回路を発電機に並列に繋ぎスイッチを入れてみる→当然点灯しない→発電機を10秒位回してからスイッチを入れる→点灯する（と思われる）→これは手回し発電の電力だけで点灯している訳です

そのような手の込んだ事をする目的：電池と同じような条件を再現する為です
原理：空っぽの電池では当然点灯しませんが発電機から電力を供給する事で電池両端の電圧を新品電池と同じようにする

つまり低電圧（1,5V）大電流の電源を再現すると言う事です。発振回路が作動するときは数千分の一秒のレベルで大電流が流れます。
他の回答者さんたちがコンデンサを入れる云々の解説をして頂きましたが正にそれの対策なのです。

で、コンデンサよりも更に低電圧大電流、安定化に寄与する方式として先ほどの方法を提案したわけです。ただ仮にこれで点灯したとしても電池が有るから点いていると思われたのでは実験の趣旨から反しますのでその辺の説明が難しいかもしれません。視覚情報は馬鹿に出来ませんから電池に紙でも巻いて見えなくするのも一案かもしれません。ただばれないようにすべきですね。でも教育者としてはプライドが許さないかな（笑）

お礼

丁寧な回答ありがとうございます。そうですね。。。実際に回路を手に取って見せてあげたいので、もしかしたら「なにかウラがある！」と思われてしまうかもしれません(^^;
　っていうかすみません。空っぽの電池がうまいこと調達できずに、結局100均で売っていた蛍光灯が点けられる懐中電灯を使って、見事（？）点けることに成功しました。私が作った回路と何が違うんだろう。。。同じ電池で点く回路なのに。。。
　謎は残りましたが、とにかく実験は成功しました。ありがとうございました。

回答No.15

Ligandable

盛り上がってますね。　＃７です

　齟齬があったようで，表現を直しますが，
＜＜ケミコンの後ろに少し抵抗つけたほうが良い
　意図したところは脈動吸収といわず，まず
ケミコンを電池代わりに使う。ケミコンに十分
蓄電してからつなぐ。という使い方です。
　最初からつなぐには，抵抗を少し大きめに取り，
できれば，最初ケミコンに蓄電し，敢えて言えば，
ゼネコンをはずしてインバータにつなぐやり方です。
成功すれば，ゼネコンをつけた状態で（回しつつ）
インバータ側へのスイッチをつなぐ形になります。
かなりローテクですが，出力は単三電池に近い形に
なると思われます。
　ところで，７Ｖの脈流を何度もかけられ，蛍光灯は
死んでいませんか？

回答No.14

noname#104477

やはりこれは電池と発電機の特性の違いでしょうね。
具体的には電圧、レギュレーションの問題かと思います。つまり電池は低電圧大電流＆電圧安定、比べて発電機は高電圧小電流＆電圧不安定、という特徴があります。
この特徴が電池なら発振するが発電機ではしないと言う事になるのかもしれません。
そもそもカメラの発振回路は電圧の範囲や消費電流などを厳密に計算され決められています。
そこへ全く特性の異なる発電機を接続した場合電圧変動が大きく条件がかなり異なるので動作しない事も十分考えられます。

発電することを生徒に示したいのなら発電機とランプの間には何も無いのが理想でインバーター回路などは不適当と思います。
単純に電球ではだめなのですか？それとも発振回路の説明など他の思惑が有るのでしょうか？

補足

回答ありがとうございます。
　発電することの証明自体は、普通に電球でもかまわないですよね。ただ、「わたしたちが普通に使っている電気を点けつづけることがどれくらい大変か」ということを体験してほしいと思うのです。そのためにはやはり蛍光灯が適当だと思い、こうして悩み続けているワケです。身近なもの、ということではトイレなどでよくある電球でもいいのですが、それではとても手回し発電機２台では無理ですものね。LEDにするとちょっと「身近」ではないように感じますしね。私の主観ですが。

回答No.13

noname#104477

ANo.12です、まさかとは思いますが極性が逆なんて事はないですよね？

補足

いや、さすがにそれはないと思います。乾電池で極性を確かめてから手回し発電機をつなぎ、回しました。万が一を考え逆回転もしてみてはいるのですが、手ごたえがぜんぜんちがいますものね。

回答No.12

noname#104477

難しいですね、電圧が充分で電流容量も問題なければ一見電池と差が無いようにも見えます‥が一つだけ異なった部分があります。

それは電池の場合スイッチオンで回路には急峻に立ち上がる電圧が印加されます。
それに対して発電機の場合徐々に電圧が上がるでしょう？つまりkabuo50さんの場合発電機を回しながらスイッチを入れるのではなく初めからスイッチを入れておいて発電機を回しているのではありませんか？

実は発振回路ではこの違いは無視できない事があります、発振の原理を考えれば納得できると思いますが。

発振の原理ですが
　　入力ーーー→増幅部ーーー→出力
　　　↑　　　　　　　　　　　　　↓
　　　｜←ーー正帰還←ーー｜

上のような構成で出来ていますがここで徐々に電圧が上がるような発電機ですと電気的な刺激が発生せず、従って出力も無いため正帰還するべく信号も発生せず結果発振が起こらず点灯しない、と言う事は考えられます。

この回路では直流ではなく急峻に変化する電圧の流れをあらわしています。しかし徐々に電圧が上昇する発電機ではこの『急峻に変化する電圧』が存在しないのです。

この場合発電機を回しながらスイッチを入れればひょっとして点灯するかも知れません。
但し発電機の容量に余裕がある時の話ですが。

補足

はじめからスイッチ入れていた・・・というかそんなものは組み込んでいませんでした^^;)。そんな要因もあるのですね。勉強になりました。
　しかし、スイッチを作り、手回し発電機を回してから通電してみましたが点灯しませんでした。むむう。。。だいぶ煮詰まってきてます。

回答No.11

foobar

カメラの昇圧回路についている大きめのコンデンサは、高電圧充電用のコンデンサかと思います。
(現物を見ていないので、電池側に充分な容量のコンデンサがついているか否か判らないので、アドバイスし難いのですが)

で、いくつかコメント

乾電池一本で蛍光灯の点灯を確認した+昇圧回路接続時には、2V出ていたと言うことから、発電機の電流容量は足りているように思います。(乾電池って、1.5Vの単電池ですよね?6Vや9Vの積層電池使ったとか、3Vのリチウム電池使ったということだと、話は大きく変わって来ますので)

・多分、お使いの手まわし発電機では、直流出力電圧が断続しているかと思います。もしかしたら、この影響があるかもしれません。この場合には、#7さん回答にあるようにコンデンサによる平滑化と、#4さん回答と同様に逆流防止ダイオード(発電機出力に直列にダイオードを入れる)を入れるのは有効かも。

・ストロボの昇圧回路出力のコンデンサは、高電圧に耐えますが、容量は比較的小さいです。電源入力の平滑化に使うには、別途コンデンサを用意される方が良いかと思います。

・発電機の内部インピーダンスは、高い周波数成分の電流変動に対しては高い値を示すようになることが多いです。(脈動電流を取り出したときの電圧変動(短時間の電圧低下)が大きくなる。)#8に書いたように、コンデンサで電流の脈動を抑えてやるのは有効かもしれません。

・大容量のコンデンサと積層コンデンサ
あまり細かいことを言わなければ、単純に両コンデンサを並列に繋いで、昇圧回路の入力部分につけてやれば良いかと思います。(細かいことを言えば、高周波特性のいい積層セラミックをできるだけ昇圧回路に近いところに繋ぐ方が良いのでしょうが。)

・多分、使われた昇圧回路は自励式(発振(交流信号の生成)と電力変換用のON/OFFを１つの回路で済ましてしまう形式)の回路だと思います。もしかしたら、電源電圧が大きく違うとうまく動作しない(発振しない)かもしれません。

補足

使った乾電池は単一のマンガン電池です。1.5Vですよね。。。
　高容量の電解コンデンサと積層コンデンサが必要ということですよね。週末に買いに行こうと思います。
　なにしろ知識不足で、インビータンスって何だっけ？という無知っぷりですが、詳しく説明いただき、本当にありがとうございます。まだすべては理解できませんが、少しずつ解読中です。試して結果報告しますね。親切に教えていただいたのに、直ぐに結果をお知らせできなくて申し訳ないです。

回答No.10

Ligandable

訂正

ケミコンがゼネコン（手回し発電機側）に
　　　　　　　　　　　　　↓
ケミコンがゼネコン（手回し発電機）側に

　失礼しました。

回答No.9

Ligandable

＃８さんありがとうございます。
脈動吸収効率までは考えていませんでした。

　点灯前蓄電も考えた場合，積層と電解を
組み合わせればよいでしょうか。その場合，
ケミコンがゼネコン（手回し発電機側）に
なるでしょうか？

　回答で質問になり，失礼します。

回答No.8

foobar

発電機の出力電流不足かどうかは、発電機を昇圧回路＋蛍光灯につないで回したときの発電機電圧を測ってみれば判断できるかと思います。
その際に、昇圧回路の脈動電流を吸収するために、＃7さん回答にあるようにコンデンサを入れるほうがよいかと。（脈動吸収用には大容量の電解コンデンサはあまり適していないので、並列に小容量の電解コンデンサか積層セラミックコンデンサなどをつなぐことになるかと思いますが）

補足

蛍光灯と昇圧回路(?)をつないだとき、発電機電圧は２Ｖでした。
　使い捨てカメラについている電解コンデンサではダメということでしょうか。こういった部品にはあまり詳しくないのですが、「ＮＯ５４２」と書いてある筒型のコンデンサです。

回答No.7

Ligandable

できるだけ大容量のケミコンで，点灯前蓄電と，
点灯後の電流の安定化を図ってみてください。
ケミコンの後ろに少し抵抗つけたほうが良いで
しょう。

　蛇足ですが，ケミコンはケミカルコンデンサ
（極性ご注意），つなぎ方は並列です。

補足

これまた使い捨てカメラ回路からとった電解コンデンサをダイナモの直ぐあとに並列でつないでみたのですがやっぱり点きません…。

回答No.6

blacklabel

蛍光灯は、点ける瞬間は大電力が必要なのです。
点いてしまったら、それほど電力は必要ないのです。
乾電池は、一瞬ならかなりの電流を流せます。
手回し発電機では、瞬間大電流はどうしても取れないですからね。

一般に、蛍光灯点ける時に電力食うから、頻繁に点けたり消したりするのは損だと言われている理由は、そこにあります。

補足

うーん、手回し発電機では無理ということでしょうか。「ケ○ス」から「手回し発電機で蛍光灯を点ける」という教材が発売されているので（とても高くて買えないのでこうして質問させて頂いているのですが^^;)。）不可能ではないと思うのですが・・・。