電気について教えてください。

現在電気回路(第三種電気主任技術者試験受験のための勉強の一環)について勉強していまして、座学だけではなく回路を実際につくって勉強したいと考えています。

直流については乾電池を電源に回路を組み立てていますが、交流の電源については悩んでいます。

身近な交流電源は家庭用のコンセントですが、まだ電気に不慣れで、電圧も低くなく危険なため使うのを躊躇しています。
乾電池のような1.5V程度の交流電源で実験をしたいのですが、どのような選択肢がありますか?

1.5Vにはこだわりませんが、できるだけ低電圧低電流のものを希望しています。

アドバイス宜しくお願いします。

回答の条件
  • 1人5回まで
  • 登録:2009/11/24 12:45:16
  • 終了:2009/12/01 07:10:52

ベストアンサー

id:virtual No.4

virtual回答回数1139ベストアンサー獲得回数1282009/11/24 15:31:04

ポイント300pt

乾電池(1.5V)→インバーター→交流電流(1.5V)

が理想なのですが、このようなことを実現できるインバーターが見つかりませんでした。

これは普通に購入できる製品として売っていません。


乾電池(1.5V)→ファンクションジェネレータ→交流電流(1.5V)

とすることはできないでしょうか?

ファンクションジェネレーターは乾電池を使わないで交流電圧を出してくれます。

ただし、電源として使う物ではないので電流はごくわずかしか流せません。

しかし、交流回路の電圧や位相を測定して見るには十分活用できると思います。

但し、交流モーターを回すなどの実験は無理です。ちゃんとした交流電源が必要になります。


安全な交流電源を得るのはやはりAC-ACアダプタを利用するのが手軽でいいと私は思います。

これで不足になってきたら改めてファンクションジェネレータを考えてもいいと思います。

実は、中学1年生の息子に教えるためなので、どうしても安全なものが必要なのです。

# 電気に興味があるらしく、電気工事士(2種)試験にも受かりましたので、今は電験三種の勉強をさせています。

実験に利用する電源ですが、電圧は6V~15V程度が使いやすくていいと思います。

1.5Vの電池も悪くはないですが電圧がその都度変化しますし電流値の変化でも電圧が変化します。

電気回路の実験という意味ではあまり適しているとは言えません。


さくっと検索してあまり高くないもので見つけましたが以下のような直流安定化電源を息子さんに用意してあげて下さい。

DM-305MV

http://www.alinco.co.jp/denshi/06/dm305mv_f4.html

http://www.amazon.co.jp/dp/B000H7J200

http://www.rakuten.co.jp/yamamoto-cq/556917/556920/


また、電圧や電流を測定するためのテスターも必要です。

アナログ式とデジタル式と両方あるといのですが、最初はアナログ式をお勧めします。

実験を進めるうちにアナログテスター故の誤差が分ってくると思いますのでそれからデジタル式を買ってもいいでしょう。

http://www.kumikomi.net/archives/2006/07/02tes.php


なお、「電子工作」で検索すると役に立つページが沢山みつかります。


それから自転車の発電機を利用して交流電源を得る方法はそれ自体そうとうな電気回路の実験になりますし、交流の周波数もモーターの回転数に依存して変わるし、電圧も回転数に応じて変化します。交流回路の実験に利用するための交流電源としてはきわめて使いにくいものになると思います。


かなり安全を気になされているようですが、ACアダプタの出力電圧をいじるくらいでは感電もまずしませんのであまり1.5Vの電池レベルに固執することは無いと思います。それよりも予測される危険をいかに防止するかという観点で道具を揃えた方がいいでしょう。例えばめがねをかけていないのであれば防護めがねは用意した方がいいです。発炎発火にそなえてコンセントにはスイッチ付きのテーブルタップを使っていつでも電源が切れるようにしておくなどです。


ちなみに私が中学の時はテレビ(当時はブラウン管)の内部の高圧回路から電圧(10数KV)を取り出して色々な実験をしていましたし真空管を使ったラジオ(内部電圧200V程度)なども作っていました。多少の感電はしましたがそれもいい経験でした。

id:sakata0819

ご経験談を交えての大変詳しい説明に、大変感謝しています。

また、具体的な商品の提示まで頂きましてありがとうございます。

ファンクションジェネレーターについてはよく分かりました。

ご助言頂いたAC-ACアダプタで、試してみたいと思います。

直流安定化電源というのは初めて耳にしました。

参考にさせて頂きます。

> 例えばめがねをかけていないのであれば防護めがねは用意した方がいいです。

> 発炎発火にそなえてコンセントにはスイッチ付きのテーブルタップを使っていつでも電源が切れるようにしておくなどです。

とても参考になります。万全の安全策を講じてやらせたいと思います。

感電のお話も興味深かったです。私の小さいころは電気に興味があるというより分解することに興味があるだけでしたので、今思えば怖いです。

# コンセントに指を突っ込んで、びりっと来る感触を楽しんでいたり、

# 真空管ラジオ、真空管アンプを何も考えずに分解してみたり、

# テレビも分解しようと思いましたが、たまたま読んだ本で危険と書いてあったのでやめました。(中学生)

子どもには、安全な環境でやらせたいと思っています。

2009/11/24 22:29:57

その他の回答(5件)

id:hissssa No.1

hissssa回答回数423ベストアンサー獲得回数1272009/11/24 13:04:57

ポイント50pt

変圧器で減圧すれば良いのでは?。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%A4%89%E5%9C%A7%E5%99%A8

id:sakata0819

どうもありがとうございます。

選択肢の一つとして考えさせて頂きます。

2009/11/24 14:43:52
id:virtual No.2

virtual回答回数1139ベストアンサー獲得回数1282009/11/24 13:41:52

ポイント3pt

第三種電気主任技術者ということはこの辺の実験をしてみたいということですね。

■交流回路編

1.交流の定義  2.リアクタンス  3.電気数学  4.交流の直列回路  5.直列共振回路  6.交流の並列回路  7.並列共振回路  8.力率の計算方法  9.交流回路の電力  10.ステップアップ問題


その前提で


>乾電池のような1.5V程度の交流電源で実験をしたいのですが、どのような選択肢がありますか?


ということであれば、確かに商用電源を直接扱うのは危険ですので安全な交流源としては最低限絶縁トランスを通して使う必要があります。

http://as76.net/asn/zetuen_tr.htm

手軽に交流電源を用意するならAC-ACアダプタを利用するのがいいと思います。これは一次二次が絶縁されていますので手軽に使えます。電圧は12Vですが回路にヒューズを入れておけばそんなに神経質になる必要は無いと思います。

http://www.rakuten.co.jp/denshi/1778352/1792859/


但しこれは商用電源の50Hzないしは60Hzのみの実験になるので周波数を変えて実験したいのであればシグナルジェネレーターやファンクションジェネレーターがあった方がいいと思います。

これはピンキリなので中古の測定器を探すとかキットを利用して作れば安く用意することができます。

http://akizukidenshi.com/catalog/g/gK-03080/


また、交流回路の場合は電圧値だけでなく位相も見る必要があるのでオシロスコープも必要ですね。


ということでちゃんと実験しようとするとかなり大事になってきますので回路シミュレーションを利用してみるのもいいと思いますよ。回路素子の限界領域を見てみるのでなければほとんどシミュレーションでカバーできますので。

id:sakata0819

回路シミュレーションって便利そうですね。調べて見たらPSpiceというソフトが有名みたいで、ちょっと試してみたいと思います。

あと、慣れてきたらやはり実際に回路を作ってみたいのですが、一点質問です。

乾電池(1.5V)→ファンクションジェネレータ→交流電流(1.5V)

とすることはできないでしょうか?

# 何かものすごい勘違いをしているような気がしていますが。

ファンクションジェネレータやオシロスコープも、ある程度慣れてきたら買おうと思います。


別の方のレスにも書かせて頂きましたが、中学1年生の息子に教えるためなので、どうしても安全なものが必要なのです。

# 電気に興味があるらしく、電気工事士(2種)試験にも受かりましたので、今は電験三種の勉強をさせています。

# が、私自身電気と全く関係がない文系の仕事をしているものですから、私も息子と一緒に勉強しています。

どうもありがとうございました。

2009/11/24 14:43:12
id:maxpower No.3

MAXPOWER回答回数521ベストアンサー獲得回数242009/11/24 13:55:35

ポイント100pt

自転車のライト用のダイナモが利用できるのでは?

http://www.kansai-event.com/kinomayoi/cycle_light/CL.html

家庭用のAC100Vは危険ですからお薦めしません。

id:sakata0819

こんな身近なところに、交流用発電機があったのですね。目から鱗です。

乾電池→直流モーター→(ギアなどで接続)→自転車用のダイナモ→交流電流→電子回路

とすれば、安全な交流電気が取り出せそうです。

# 本当は、もっと簡単に交流電流が作り出せたら最高なのですが。

乾電池(1.5V)→インバーター→交流電流(1.5V)

が理想なのですが、このようなことを実現できるインバーターが見つかりませんでした。

実は、中学1年生の息子に教えるためなので、どうしても安全なものが必要なのです。

# 電気に興味があるらしく、電気工事士(2種)試験にも受かりましたので、今は電験三種の勉強をさせています。

# が、私自身電気と全く関係がない文系の仕事をしているものですから、私も息子と一緒に勉強しています。

どうもありがとうございました。

2009/11/24 14:37:36
id:virtual No.4

virtual回答回数1139ベストアンサー獲得回数1282009/11/24 15:31:04ここでベストアンサー

ポイント300pt

乾電池(1.5V)→インバーター→交流電流(1.5V)

が理想なのですが、このようなことを実現できるインバーターが見つかりませんでした。

これは普通に購入できる製品として売っていません。


乾電池(1.5V)→ファンクションジェネレータ→交流電流(1.5V)

とすることはできないでしょうか?

ファンクションジェネレーターは乾電池を使わないで交流電圧を出してくれます。

ただし、電源として使う物ではないので電流はごくわずかしか流せません。

しかし、交流回路の電圧や位相を測定して見るには十分活用できると思います。

但し、交流モーターを回すなどの実験は無理です。ちゃんとした交流電源が必要になります。


安全な交流電源を得るのはやはりAC-ACアダプタを利用するのが手軽でいいと私は思います。

これで不足になってきたら改めてファンクションジェネレータを考えてもいいと思います。

実は、中学1年生の息子に教えるためなので、どうしても安全なものが必要なのです。

# 電気に興味があるらしく、電気工事士(2種)試験にも受かりましたので、今は電験三種の勉強をさせています。

実験に利用する電源ですが、電圧は6V~15V程度が使いやすくていいと思います。

1.5Vの電池も悪くはないですが電圧がその都度変化しますし電流値の変化でも電圧が変化します。

電気回路の実験という意味ではあまり適しているとは言えません。


さくっと検索してあまり高くないもので見つけましたが以下のような直流安定化電源を息子さんに用意してあげて下さい。

DM-305MV

http://www.alinco.co.jp/denshi/06/dm305mv_f4.html

http://www.amazon.co.jp/dp/B000H7J200

http://www.rakuten.co.jp/yamamoto-cq/556917/556920/


また、電圧や電流を測定するためのテスターも必要です。

アナログ式とデジタル式と両方あるといのですが、最初はアナログ式をお勧めします。

実験を進めるうちにアナログテスター故の誤差が分ってくると思いますのでそれからデジタル式を買ってもいいでしょう。

http://www.kumikomi.net/archives/2006/07/02tes.php


なお、「電子工作」で検索すると役に立つページが沢山みつかります。


それから自転車の発電機を利用して交流電源を得る方法はそれ自体そうとうな電気回路の実験になりますし、交流の周波数もモーターの回転数に依存して変わるし、電圧も回転数に応じて変化します。交流回路の実験に利用するための交流電源としてはきわめて使いにくいものになると思います。


かなり安全を気になされているようですが、ACアダプタの出力電圧をいじるくらいでは感電もまずしませんのであまり1.5Vの電池レベルに固執することは無いと思います。それよりも予測される危険をいかに防止するかという観点で道具を揃えた方がいいでしょう。例えばめがねをかけていないのであれば防護めがねは用意した方がいいです。発炎発火にそなえてコンセントにはスイッチ付きのテーブルタップを使っていつでも電源が切れるようにしておくなどです。


ちなみに私が中学の時はテレビ(当時はブラウン管)の内部の高圧回路から電圧(10数KV)を取り出して色々な実験をしていましたし真空管を使ったラジオ(内部電圧200V程度)なども作っていました。多少の感電はしましたがそれもいい経験でした。

id:sakata0819

ご経験談を交えての大変詳しい説明に、大変感謝しています。

また、具体的な商品の提示まで頂きましてありがとうございます。

ファンクションジェネレーターについてはよく分かりました。

ご助言頂いたAC-ACアダプタで、試してみたいと思います。

直流安定化電源というのは初めて耳にしました。

参考にさせて頂きます。

> 例えばめがねをかけていないのであれば防護めがねは用意した方がいいです。

> 発炎発火にそなえてコンセントにはスイッチ付きのテーブルタップを使っていつでも電源が切れるようにしておくなどです。

とても参考になります。万全の安全策を講じてやらせたいと思います。

感電のお話も興味深かったです。私の小さいころは電気に興味があるというより分解することに興味があるだけでしたので、今思えば怖いです。

# コンセントに指を突っ込んで、びりっと来る感触を楽しんでいたり、

# 真空管ラジオ、真空管アンプを何も考えずに分解してみたり、

# テレビも分解しようと思いましたが、たまたま読んだ本で危険と書いてあったのでやめました。(中学生)

子どもには、安全な環境でやらせたいと思っています。

2009/11/24 22:29:57
id:sirotugu40 No.5

sirotugu40回答回数449ベストアンサー獲得回数142009/11/24 20:36:15

ポイント1pt

100Vぐらいでは、死なないし、ブレーカがさきにおちる。

id:sakata0819

アドバイスありがとうございました。

ただ、以前調べたところ、100Vの電源で死亡する労働災害事例がいくつもありましたので、やはり100Vの電源は使いたくないのが本音です。

最悪の状態(体全体が濡れている状態など)で使い方を誤っても、軽傷で済むくらいの安全性が理想です。

# 夏場に全身に汗を掻いた状態で、電気設備の作業をしていて死亡に至った事例がいくつもあるようです。

2009/11/24 22:32:36
id:rafile No.6

rafile回答回数662ベストアンサー獲得回数242009/11/24 21:11:53

ポイント1pt

200Vならともかく、100Vじゃ死なないし、感電してみるのもいい経験かと思います。濡れてなければちょっとくらい触っても大丈夫ですよ。

怖いのは感電よりも、びっくりすることによって、急に手を動かして怪我することかと。初めての感電が、脚立の上だったりするとあわててこけたりしますし。


それはともかく、低い電圧の交流を得るには、トランスですね。電圧がひとつだけであれば

http://www.toyoden-net.co.jp/shop/goods/goods.asp?category=01&sh...

のようなトランスが使えます。

いろいろな電圧が必要であれば、スライダックがよいでしょう。0~130Vぐらいに変更できます。わりあい電力を得ることが可能です。そのかわり少し高いです。

http://www.edenki.co.jp/shopbrand/031/013/X/

一番小さいのでも1万弱ですが、オークションやアキハバラだと3000円くらいからあります。

トランスは新品を買えば高いですが、秋葉原のジャンクショップに行けばやすく手に入ります。あと、トランス式のACアダプターをあけて、ダイオードとコンデンサを外せば交流が取り出せます。

id:sakata0819

アドバイスありがとうございます。

経験や知識がある方が扱う分には宜しいかと思うのですが、子どものやることなので安全に実験をさせたいと願っています。

最悪の状態(体全体が濡れている状態など)で使い方を誤っても、軽傷で済むくらいの安全性が理想です。

# 夏場に全身に汗を掻いた状態で、電気設備の作業をしていて死亡に至った事例がいくつもあるようです。


スライダックというものは初耳です。参考にさせて頂きます。

2009/11/24 22:39:30
  • id:virtual
    100Vはブレーカーが先に落ちるから大丈夫とか200Vはともかく100Vじゃ死なないとか書いている人たちは認識が甘すぎます。商用電源での感電は100Vでも200Vでも同様に死ぬ危険性が十分にあります。
    それから感電による死亡は電圧よりも電流の大きさで決まってきます。体内に1mAが流れるとかなり死ぬ確率が高く、5mAも流れればほぼ確実に死亡に至ります。
    過去の私の経験から言うと5Vでも感電したことがあります。昔の大型コンピューターECL回路で使われている1.4Vの電源(電流容量100Aクラス)で感電して死ぬ例もあったそうです。低電圧での感電はその電源自体の電流容量が大きい場合が多いので一旦感電する条件が整ってしまうと簡単に致死限界を超える電流が流れてしまいます。
    安全規格などで感電に対する回路の安全性を確認するためのダミーとして数kΩの抵抗を使いますが、これは5V程度の電圧を加えると数mA流れることになるので低い電圧でも感電の危険性はあると認識しなければなりません。通常の乾燥した状態では人体はもっと抵抗値が高いですがうっすた汗をかく場合もあるので油断はできません。
    ある安全規格では交流のピークで42.4V以下、直流で60V以下が安全な電圧とされています。60Vの方は規格が決まるまえから家庭に入っている電話線に加わっている電圧が60Vなのでこれを安全ということにしないと各方面で困るという事情があったとかですので実際のところは約40ボルト以下の電圧でなければまあ大丈夫ということはできません。
  • id:virtual
    それからスライダックを勧めている人がいますがスライダックはオートトランスの構造をしていて絶縁トランスになっていないので感電の危険性がありそのまま実験回路に使うのは危険です。絶縁トランスを併用する必要があります。
    http://www.hallo-signal.co.jp/support/faq/faq.html#Anchor-34958

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