電機子反作用と仕事（負荷） T_NAKAの阿房ブログ/ウェブリブログ

電機子反作用と仕事（負荷）

<< 作成日時： 2007/08/03 00:29 >>

「物理おもしログ」の「空回りするモーターには電流が流れない」という記事
http://physics.cocolog-nifty.com/weblog/2007/07/post_0cec.html
を見ていて、「ペリコプターの飛行原理」の討論と同じようなことを考えました。
これは我々電気屋さんは「電機子反作用」（逆起電力）ということで説明します。
モーターの種類で説明方法が異なるのですが、「むらた＠とらねこ学会」さんご提示の簡単なDCモーター（マブチモーターを思い出して）を考えます。
これは永久磁石の界磁の中に電磁石の回転子があって、ブラシで電流を供給しています。
ブラシから供給される電流が常に界磁と回転子の磁界が反発するように工夫されているので、電流が流れている限り回転が持続する訳ですね。

一概には言えないのですが、電池を直接繋いでいるだけの場合は、機械的負荷が軽いときは、上の原理で高速で回転するのですが、負荷が重くなると回転速度が低下します。
（これは工作好き少年なら、経験していることだと思います。）

それで、負荷が軽くて高速で回転しているときは、電機子を構成している導線を横切る磁束が常に変化しています。よって、そこに起電力が発生することになりますが、これが元々導線に流れている電流とは反対の方向になります。だから、逆起電力と言う訳ですね。
電流は重ね合わせとなり、減少することになります。

もし、負荷を大きくして回転が遅くなると、電機子を構成している導線を横切る磁束の変化がゆっくりになり、逆起電力が減少してきます。
そうすると、トータルの電流が増加するので、直列に繋いだ電球の電流がUPして輝きが増すことになるんですね。これが電気屋の考えです。
ただ常識で考えれば、負荷が重くなるのだから、電流が増えなければいけないと考えても良いので、わざわざ「逆起電力」を持ち出さなくてもいいのかも知れません。