回転による発電について

質問

初歩的な質問で申し訳ありません。
何らか媒体を回転させる事によって発電をさせるとしたら、どの程度回転させないと発電は起こらないのでしょうか？
また、水車や風車はゆっくりなのに、自転車のライトなどはスピードを出さないと発電されないのはなぜでしょうか？
簡単な計算式などありましたら教えて頂きたいのですが。
今こういった事を学ばない学校の課題で悩んでいまして、お分かりになる方がいらっしゃいましたら、回答お願いします。

回答No.3

masa2211 · ベストアンサー

draKgonさんの見た水車はこのようなタイプですか？
（山梨県の都留市役所にあるもの。直径6ｍ。このタイプとしてはかなり大型。）
http://www.city.tsuru.yamanashi.jp/hatsuden/hatsuden_top.htm
確かに、この水車は毎分4.3回転であり、回転は非常に遅いです。
だから、歯車で回転を上げ、毎分1200回転にしてから発電機をつないでいます。
風車も同様に、歯車で回転を上げます。

ただ、もっと大出力用の水車（都留市の約20倍～10000倍の発電力）は、結構高速回転していて、
毎分250回転とか、毎分750回転とかで回っています。
http://www.pref.iwate.jp/~hp9005/denki/suiryoku/suiryokusyogenitiran.htm
回転数がいろいろありますが、50Hz（60Hz）で発電できるようにコイルの組数を変えています（回転が遅いほうがコイルの組数が多い）。
そして、所要回転数で回るよう、速度調整機で微調整しながら回します。
なお、具体的な水車の回転数などの計算は下記のようなことをやります。（結構面倒だし、水車の形式で計算式が変わります。）
http://www.akita-pu.ac.jp/system/mise/self_research/convenient_generator_2001/convenient_generator_2001.html

お礼

なるほどー。
ありがとうございます！！
とても分かりやすかったです！！

回答No.2

ymmasayan

回転で説明すると少しわかりにくいので平面に引き伸ばした形で考えます。
起電力ｅ＝Ｂｌｖです。
Ｂ：磁束密度　ｌ：導線の長さ　ｖ：導線の動くスピード

起電力(電圧)だけで無く電力(パワー)も考える必要が有ります。
抵抗Ｒを接続すると電流Ｉ＝ｅ／Ｒが流れます。
電力Ｐ＝ｅＩ＝ｅ^2／Ｒです。
これに打ち勝って一定のスピードで回転させる必要が有ります。
回転速度が遅くても歯車で増速できますが当然出せる力は減ります。

お礼

ありがとうございます。
とても分かりやすいです。しかし、物理の授業を適当に済ませてしまったことを後悔せざるをえません。
すみません、イメージがつかないと全く分からないので、Lが直径みたいなもので、Vが回転速度みたいなものとなるわけでしょうか？
本当にすみませんが、Bはこの場合何を指す事になるのでしょうか？

回答No.1

Tacosan

「ゆっくりまわる風車」と同じ大きさで自転車のダイナモを作れば, 同じだけ「ゆっくり」まわしても発電できるはず.

お礼

早速、ありがとうございます。
なるほど、回転するものの直径が関係するんですね。
ありがとうございます。