オームの法則に反する実験結果

2008/08/10 16:25

このQ&Aのポイント

大学の研究で非常に大きなコイルを扱っています。コイル線径：0.5mm、コイル巻数：770巻、コイル線長さ：約140m、コイル芯：鉄（SS400）。テスターでコイルの抵抗値を測定したところ、55Ωでした。しかし、実際に直流安定化電源で電流を流したところ、オームの法則に従わず1.3Aの電流が流れました。
この結果の要因としては、テスターの抵抗値の不正確さや直流安定化電源の表示値の不正確さが考えられます。
また、漏電によりコイルの芯にも電流が流れてしまっている可能性もあります。

dai-ki
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科学
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ベストアンサー

tance
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2008/08/10 17:05 回答No.2

たくさん巻いてありますのでインダクタンスも大きいとは思いますが、測定はそれなりに値が安定してから計ったものと解釈し、初歩的な測定ミスはなく、測定器もそんなには狂っていないとすると、一番考えやすいのはレアショートでしょう。一番内側の巻き線を外に引っ張り出す所で、他の線とこすれて被服がはがれ、ショートしたことが考えられます。テスターで計った後でショートしたのだとすると、再度テスターで計ると27Ωになっているかもしれません。ひとつ仮説を立ててみました。 55Ωが正しかった。 35Vで通電したときに一瞬電源との結線がはずれた。そのときに逆起電力が発生し、途中の絶縁被服を破壊した。　（電源接続時に火花はでませんでしたか？）以後、その部分がショートし、27Ωになった。レアショートかどうかを調べるにはコイルのQを計ってみるのが良いと思います。コアがムクの鉄だとそもそも逆起電力もあまり生じなかったかもしれませんが、Qを計るのもちょっと工夫が必要になります。巻き線の温度変化でも抵抗値は変わりますが、100℃くらいの温度変化では抵抗値が半分になることはありません。それと、普通は銅線を巻くと思いますので、温度の上昇とともに抵抗が上がることはあっても下がることはありません。従って温度は無関係と考えられます。コイルの磁路はどうなっているのでしょうか。もし何らかの交流磁界があるとコイルは発電します。発電は交流なのですが、テスターと安定化電源では内部の構造が違うので、交流に対する振る舞いが違います。これによって大きな誤差を示すことは考えられます。テスターの交流レンジを使って、発電していないかどうかも確認してみてください。

質問者

お礼 2008/08/10 23:37

ありがとうございます。早速確かめてみたいと思います。

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moto21
ベストアンサー率27% (43/159)

2008/08/11 08:31 回答No.3

コイルのデータを単純に考えるとコイルの線長が１４０ｍで線径が０，５ｍｍとして信越電線のデータによると（寸法表） http://www.shinetsudensen.co.jp/img/pdf/catalog.pdf 最大導体抵抗（Ω／Ｋｍ）が９０Ω程度なので１２～１３Ω程度になるのではないかと思います。この表を実務で使ったことないので最大と現実がどうかは自信がありません。これを信用するとテスターでどう間違うか分かりませんがこんな見方もあります。コイルがどんな大きさで（単純に平均コイル径で５ｃｍ程度と推測しますが）鉄とどの程度密着しているかによりますが、直流電源をつないだ時３６Ｖ１，３Ａ程度流れれば４０Ｗの電球ぐらい発熱するのでこの値はある程度熱平衡で安定した値ですか？現物をみないだれも正解は難しいと思いますが参考になれば・・・

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