発電機とモーター

質問

はじめまして。
発電機とモーターについて教えて下さい。基本的な構造が同じである事は知っているのですが、なにか決定的な違いはあるのでしょうか？

先日、友人に「発電機とモーターは別モノだよ。モーターを発電機として使うのはものすごく効率が悪いんだよ」という内容をボロカスに言われたので、その道に詳しい方がいらっしゃれば、教えていただきたいと思います。

仮に、1kwの電力で毎分50回転するモーターがあるとしたら、そのモーターを外部の力で50回転／分の速度で回したときに、1kwの電力が得られるのでしょうか？（何の知識もないので数字はいいかげんなモノです。）

よろしくお願い致します。

回答No.1

obihsot · ベストアンサー

まぁ、感情論とかはともかくとして、
発電機とモーターは（電動機）は、同一の物です。これは断しておきます。
確かに、モーター用として設計された物を発電機に使ったり。
発電機に設計した物をモーターに使用すれば効率が悪く
実用には出来ない場合があります。しかし、実用と理論とは別なので効率が多少悪くても使用は出来ます。
確かに、身近には電動機なら電動機と専用に設計された物が多く、友人のおっしゃるような感覚で物を言われておられると推測されます。

しかし、大工場や揚水発電機等の大型機械や、小型でも頻繁に電動機、発電機を切り替える・・・。
クレーンの巻上げ用電動機や、電車の電動機などはどちらにも使用できるようになっております。

たとえて言うなら、自動車は前進するように設計し、製作されているため、後退運転では非常に効率が悪い・・・。
こう言ったことを言いたいのだと思います。

後半部分の
＞仮に、1kwの電力で毎分50回転するモーターがあるとしたら、そのモーターを外部の力で50回転／分の速度で回したときに、1kwの電力が得られるのでしょうか？（何の知識もないので数字はいいかげんなモノです。）

確かに、その通りです。但し機械である以上損失という物が存在し、
電動機では、　電気的入力－損失＝機械的出力
発電機では、　機械的入力ー損失＝電気的出力となるため
厳密に言えば質問者の言われる５０回転にはならないこととなりますが、
損失を考えないと条件を付ければ質問者の意図通りとなります。
ご参考までに。

お礼

早速の回答ありがとうございます。
よく分かりました。実際にモーターと発電機を両用する例も多くあるんですね。

ひとつ上の段の回答者の方に「永久機関になる」との御指摘を受けた「仮に1kwで50回転～」のところは、もちろん電気抵抗や摩擦等の要素を無視した条件での事です。
もしかしたら、何か決定的な構造の違いがあって、電気→動力の場合と、動力→電気の場合では効率が違うのかな？と思って書いた事です。

友人のツッコミに納得行かなかったのですが、みなさんに教えて頂いて、よく分かりました。気が晴れた感じです。どうもありがとうございました。

回答No.3

last_time

トヨタのプリウスって車は、半分電気で動いていますよね。で、ブレーキを踏むと
発電してくれます。モーター=発電機になっています。

電気を作るためには磁界の中を導線(金属線)が通過することで電気が発生します。
大きい電力を作るためには、より早く、より強い磁界と、より多くの導線がないと発電できません。
発電機は「変速機」なるもので回転速度を早くしていますが、モーターにはありません。
発電機と同じ回転速度をモーターで行おうとすると変速機が無いため、エネルギーを消費してしまいます。従って「効率が悪い」ということになります。

お礼

回答ありがとうございます。
コイルの中で磁石を動かせば電気が生まれる。コイルに電気を流せば磁石が動く。。。。
という事は分かっていたのですが、発電機には特別な工夫があるのだろうか？と思って質問してみました。
おっしゃるように、変速機の有無が決定的な違いですね。よくわかりました。ありがとうございました。

回答No.2

nozomi500

モーターに直流モーターと交流モーターがあるから、そのへんの問題があるかな？

＞仮に、1kwの電力で毎分50回転するモーターがあるとしたら、そのモーターを外部の力で50回転／分の速度で回したときに、1kwの電力が得られるのでしょうか？

これができれば、永久運動。

お礼

アドバイスありがとうございます。
書き方に不足があったかもしれません。この「仮に～」のところは、電気抵抗や摩擦を無視した条件での例えです。
真空+無重力＆超伝導を使えば、モーターを二つつないで永遠に回すことができるでしょうね。