ダイナモを回す力

質問

先日、自転車付いているごぎのライトをを消費電力が低いものに
変えるだけで、こぐ力が少なくなって、楽になると聞いたのですが

そうなると、何もライトを付けていない状態が一番軽くペダルを回せるという事になると思います。

何故少なくなるのでしょうか？

よろしくお願いします。

回答No.4

tetsumyi

実際にオートライトでテストして見てください。
昼間はオートライトは点灯しませんから前輪を持ち上げて回すとかなりの時間回っています。
次にオートライトの下側にセンサーの窓がありますから、これをふさいで回すとライトが点灯し短時間で回転が遅くなります。

回答No.3

BERSERGA

「エネルギー保存の法則」という言葉をご存知でしょうか。
エネルギーにはいろいろな種類がありますが、どんなエネルギーも、形を変えるだけで、消えてなくなるわけではない、ということです。
逆に言えば、どこかでエネルギーを必要としている場合は、必ずどこかから供給しなくてはなりません。
どこからもエネルギーを供給しないのに、勝手にライトがつく、ということは物理的にありえません。

ヘッドライトを点灯させるには、電気エネルギーが必要です。
電気エネルギーはどこで発生させるかと言えば、ダイナモです。
これは、ハブダイナモでもブロックダイナモでもかまいません。
ダイナモは、タイヤの回転する運動エネルギーを使って、それを電気エネルギーに変換しています。
ライトを明るくして、消費する電気エネルギーが増えると、それだけ元になる運動エネルギーも大量に必要になります。
具体的には、ダイナモの回転が重くなるという形で現れます。
逆に、ライトを暗いものにすれば、その分必要になる運動エネルギーも減るので、ダイナモの回転は軽くなります。

実は車の発電機なども全く同じです。
車の発電機も、ヘッドライトをつけたりすると、回転が重くなります。
車の発電機はエンジンの回転という運動エネルギーを使っていますが、エンジンを回転させているのはガソリンの持つ化学エネルギーです。
つまり、車はライトをつけたりワイパーを動かしたりカーオーディオを聞いたりするだけで、実は燃費が悪くなります。
自転車の場合は動力が人力なので、かわりにライトをつけてエネルギーを消費した分だけ、余計に脚が疲れたり腹が減ったりするわけですね。

ハブダイナモ式の場合、普通はヘッドライトの中に光センサーが入っていて、周囲が明るい時はライトを消して、余計なエネルギーを消費しない構造になっています。
ライトをつけていない時のハブダイナモは、ダイナモのついていない通常のハブとほぼ同じレベルの抵抗しかありません。
ブロックダイナモ（タイヤ側面で回すアレです）の場合は、機械的にタイヤとくっつけたり離したりして、未使用時の負荷をなくしています。
ブロックダイナモは、ご想像の通り、ライトを何も接続せず、無負荷で回した時が一番軽くなります。
（全く意味はありませんけどね（笑））
ただ、その構造上、マグネットのついたシャフトをブン回すために、ライトが接続されていなくても、ある程度の回転抵抗は発生します。

最近は、ブロックダイナモ式のライトでも、電球ではなくLEDを使用することによって、ライト点灯時の回転抵抗を軽くしたタイプもあります。
電球式だと2.4Wハロゲンや3Wとかの電球を使用しますが、LEDなら0.5Wや1Wでも充分な明るさを確保できるためです。
おそらく、「消費電力の低いものに交換する」というのは、これのことを言っているんじゃないかと思います。
3Wの電球よりも、0.5WのLEDの方が消費電力は少ないので、当然回転抵抗は小さくなります。
さらに言えば、ダイナモそのものも、0.5W分の電力を発生できれば充分なので、それだけ容量の小さいダイナモで済むため、さらに回転を軽くできます。
また、電球式と違って、低速から明るく光るのも特徴です。
ちょっとネットで見てみただけでも、いろいろ出ています。
http://item.rakuten.co.jp/terra/bl-304/
http://www.cb-asahi.co.jp/image/kokunai/sanden/z-1.html
http://www.cb-asahi.co.jp/image/kokunai/sanyo/nhv68a.html
ブロックダイナモ式の自転車をハブダイナモにするには、ホイールなどの交換も必要になりますし、ライトを軽くしたいのであればこういうアイテムも有効ではないでしょうか。
自転車を買い換えても、ライトだけ移植すれば使えますしね。

回答No.2

Takashi1970

ライトを付けない＝電球を取り付けていないですね？
これはその通りで軽くなります。
ダイナモも物理的な抵抗があるので、ダイナモ自体が無いときほど軽くはなりませんが、電球が無くなることで電気回路が寸断され、電力が生み出されなくなるのです。発電しないダイナモには、物理的な抵抗しかありませんから。

回答No.1

Takashi1970

なぜ少なくなるかと言うより、ダイナモを使ったとき、なぜ重くなるかの方が理解しやすいのではないかと思います。

なぜ重くなるかと言えば、ダイナモを使って発電しているときは、前進するための力＋ダイナモを回す力がペダルを踏む事で生み出されているからです。ダイナモは推進力の余剰を回収する機構ではないので、その分の負荷は確実にペダルにかかってきます。
ダイナモを使っていない、つまり発電していない場合は、ペダルを踏む事で生み出されるのは単純に前進する力だけですから、ダイナモを使っていない方が軽いのは当然の事です。

補足

回答ありがとうございます。

>何もライトを付けない
↑の表現が悪く誤解を招いて申し訳ありません。

ライトだけを消費電力の低いものに変えるとダイナモに加える力がすくなくなるらしいので、電球（ライト）付いていない状態がダイナモで作られた電力を一番消費しない状態だと思ったからです。