【電気】の質問スレッドはここだ！�Y

MOS=遅い、TTL=早い
とは一概に言えないしなぁ....

そうでしたか…
たしたにその問題が載ってるテキストは
10年前のモノを使いまわしてるらしいので。

>>965
　電磁クラッチの実験ですか。
（以下、知ってたら笑って許してくださいね）
　可動側も 突き当たる相手側も 当然強磁性体（鉄製）ですよね、
コイルを引いてる（通電）時、両者は裸で密着してますか、又は
間に非磁性体のスペーサーがあって密着を防いでますか？
　ビッタリひっつけると吸着力が強いですが、代償として
インダクタンスも大きくなってエネルギを貯め込むので、
切る時にもたつくことになります。
　もうひとつ。普通のＳＣ鋼材は 磁界中に置かれると 簡単に
永久磁石になります。試しに強めの磁石（柔っちいフェライト不可）
同士をビッタリつけて、手で離してみてください。瞬間けっこうな力が
要ります。もし試作品がこの状態になってれば、分離バネは
この分の仕事もせにゃならんわけで 出だしがとろくなります。
　が、間に１ミリほどの銅でもアルミでもはさむと、引き離しは
たいへん容易になります。

　この二者の現象が相乗的に襲って来ます、密着してると。
　（外してたらごめんなしてください）

　あと回路的な話ですが、電源ＩＣの出力には十分大きな
コンデンサを付けてありますよね。不十分だと過渡的に
電圧が変わってデータ取りが無意味になります。ＩＣ出力を
オシロで見ながらコイルをオンオフさせて変動が皆無なら
ＯＫです。
>961に書いた、オフのときコレクタ電圧が短時間持ち上がる
時間を測定すれば、インダクタンスが計算で出ます。抵抗
も電流も分かるから 蓄積エネルギが分かります。これと
戻しバネの変位と力のエネルギ、可動部の質量と変位〜時間
計測から算出したエネルギ〜時間特性、これらを比較して
どうのこうのという解析は絶対やっておきましょう。つじつまが
合わなければ別の原因が潜んでると。

「矩形波駆動」もう少し考えてみます。

>>973
（ＭＯＳなのかＣＭＯＳなのかで少々の差異はあるけど無視して、）
ＣＭＯＳとＴＴＬの消費電流のちがいに着目してみたらいかがですか。

　「特に、回路が止まってる状態の消費電流で。」

　材料は単純なＮＡＮＤゲートで。
ＴＴＬ代表は７４０４。（回路図は４ページ目）
http://www-s.ti.com/sc/ds/sn7404.pdf
ＣＭＯＳ代表は４０１１ＵＢ。
回路図は１ページ目。４つまとめてあるから１回路だけ書き写して見てくれ。
http://www-s.ti.com/sc/ds/cd4011ub.pdf

で、その気があったらですが、
１．ＣＭＯＳの内部回路と同じものを、バイポーラトランジスタ（ｐｎｐ、ｎｐｎ）で
　　書いてみましょう。（ベースに抵抗が要るのは性格上仕方がないです）
　　いちおうなんとか書けますよね。
２．同じように、ＴＴＬの内部回路と同じものを、ＭＯＳＦＥＴ（ｐｃｈ、ｎｃｈ）で
　　書いてみましょう。これもまあ出来ますよね。

　役者を入れ替えても機能は出来るんです。しかし、消費電流はどうですか。
これから「回路構成ではなく、バイポの■…■がすたれた原因なのだ」という
名推理をしてみましょう。

>966
トランスによる。
一次側に入力電圧切り替えようのタップがあるのも有るし、
-Vin 0 +Vin みたいなやつもあるし、
出力側に電圧切り替えようのタップや　-Vout 0 +Vout みたいなのもある。

>>974
密着してます。インダクタンス増大までは考えていませんでした。
早速スペーサー噛まします!!

コイルに10D1をつないだ状態の波形も測定しましたが、
0.7Vから0Vへの落ち方が非常になだらかなので、有効な蓄積時間は
測定不能でした。コイルをオンオフさせたときの波形は異常無しです。

本当は可動部の質量、押しつけバネのk、厳密なストロークも
測定した方が良いんですよね。大変だ。

>>977
すまん、悪いが
フライホイールは間違いなんだ。
正しくはフリーホイールだ。
日本の専門書も間違いだらけなんだ。

フリーホイールダイオード!?

はずみ車＝フリーホイール!??

>>979 ダイオードはフリーホイール (free-wheel)が正しい。これは
はずみ車(flywheel)ではない。逆まわしした時、自由にまわる、
ラチェットや自転車のペダルみたいなイメージ

ところで、誰か新スレ立ててくれ（不精もの）。

>>948 の 2st4st君。フリーホイールはいいとして、君の解釈で
問題なのは、「電磁石のリリース遅れは逆サージの電流が流れ
続けるからだ」の点。

本当は、こうだ。ソレノイドを駆動した時、ソレノイド内部に
磁力によるエネルギーが蓄積される。OFFするとそのエネルギーも
消費され、最後に磁力ゼロになるのだが、そのエネルギー消費を
行ってくれるのが、フリーホイールダイオードの順電圧で、これ
を v として、ダイオードに流れる電流を I とすれば P = IvT の
時間でエネルギーがゼロになる (I(t) v(t) は本当は時間の関数)。
インダクタンス Lとか、それが非線型だとかは、蓄積されるエネル
ギーを他の指標に置き換える手段に過ぎず、まあどうでもよい。
スパイク電圧の絶対値を測定することは、何の意味もない。

他の人も指摘していることだが、すみやかに磁石のパワーを吸収
させるためには、上の式の vを大きくとるしか方法はない。ダイ
オードの順電圧は 1V 程度だが、ツェナーを使えば数10V にで
きるため、数10倍の早さでエネルギーを吸収してくれる。ツェナー
に発生する電圧は駆動トランジスタのコレクタの耐える最大まで
上げることができるから、アンタのやるべきことは、トランジス
タの耐圧を調べて、その範囲におさまるツェナーを買ってくる
ことだ。トランジスタを壊さないかぎりツェナー電圧が高くて
悪いことは何もない。

わかりやすい説明ありがとうございます。
「Diの作用はスイッチングで、エネルギ消費はコイル自体」と考えておった
のですが、誤りだったのですね。
エネルギ消費の式は理解できました。

では、スパイク電圧の最大値が-11Vだったとして、30Vのツェナーを付けても
意味がないんじゃないか?と疑問に思うのですが。

どうもです、やっと時間がとれました。パルス駆動分かりました、
どんな効果を期待してたのか分かりました、
で、残念ながら、期待してる状態にはなりませんのです。

パルス電圧入力 ──Ｒ─┬　↑
　　　　　　　　　　　　　　　　Ｃ　　Ｃの両端の電圧　
　　　　　　　　　　　　　　　　│　↓
　　　　　　　　　　　　　　　　GND
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　↑↓両者対応します。

パルス電圧入力 ──Ｒ─┬　
　　　　　　　　　　　　　　　　Ｌ　　↓Ｌに流れる電流
　　　　　　　　　　　　　　　　│
　　　　　　　　　　　　　　　　GND


　上の方の回路なら、時定数 ＣＲ に比べて十分速い入力は
平均化されて三角波ないし直流の電圧に近くなることは容易に
想像つくと思います。
　それと双対なのが下の回路の電流です。これも時定数 Ｌ／Ｒ に
比べて十分速い入力電流は平均化されて三角波ないし直流電流に
近くなります。
　Ｒは巻線抵抗です。
　高速オンオフだと、Ｔｒがオフしてダイオードがオンし、Ｌが放電し
きらないうちにまたＴｒがオンするのです。要するにＬのエネルギは
少ししか出ていかない。三角波の下り坂の高低差です。
　つまり、
コレクタの電圧スイングの半分の電圧（パルス波形の平均値）で
通常通りゆっくり作動させるのと同じにしかならない、ということです。

　あと、大電流に耐える定電圧ダイオードが手許になかったら、１０Ｄ１
を数個でも何個でも直列に追加してみてください。、またコイル単体での
スパイク電圧測定は金具とアセンブリ状態でしたか？コイルだけですか？
もし前者なら、Ｔｒの耐圧より十分低いので、こころみにダイオードを
抜いて動作を見てください。オシロでコレクタ観測を忘れずに。
もし後者なら、アセンブリ状態でもう一度同じ測定を。強磁性体があると
インダクタンスは激増するんです。

また時あとで続き書きます。

電氣屋よ、心せよ、電氣現象を専門外の人に説明することが
如何に難しいかを。

>>983 インダクターに電流を流して、急に切ったら無限大の
スパイク電圧が発生する。それを 10V と測ったなら、きつい
言い方だが、未熟な測定です。

こしだめだが、数値を入れて検討してみよう。ソレノイドの
インダクタンスを 1H, 電流を1A とすれば、蓄積されたエネルギー
は 0.5ジュール。1Vのダイオード順電圧に吸収させれば 1秒か
かる。(0.5秒でないのは、電流が単調減少の三角波になるから)。
ソレノイドの直流抵抗は数10オームはあるだろうから、そちらの
エネルギー吸収のほうが大きい、という君の推測は正しいだろ
う。30Vのツェナーを入れれば、0.03でエネルギーを処理してく
れることになる。これでも足りなければ、瞬間的に逆電圧を
かけてエネルギーを処理するのだが。

どうも。機械系の学生です。「スパイクのピークを測っても無意味」
の意味がやっと理解できました。

>>984
アセンブリ状態です。平均化と同様なら無意味ですね。。。
ツェナーの耐電流は小さいみたいです。10D1を直列6個接続
すれば良いのですね。

>>986
いえ、有り難いです。間違った測定で自己満足しても仕方無いですし。
コイルの直流抵抗は4.6Ωです。逆電圧コンデンサ方式は考えましたが
容量の選定と充電回路が難しいので最終手段にしようと思っています。

10D1を取り払ってショットキーバリアDiを挿入したらどうでしょう?
瞬間的なエネルギ消費と逆の発想で、時間的な遅れに目をつぶって
コイル両端の電圧を小さくすることだけを考えたら。

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>>987
> ツェナーの耐電流は小さいみたいです。
ツェナーの対電力（電流）はその電力を連続消費させた場合
として表示されている。それに対してスパイク吸収は一発現象
なので、表示の数倍食わせても壊れないのが普通。ダイオード
は、けっこうねばるよ。山カンだが、1W 〜2Wくらいの素子で大丈夫
だろう。サージ吸収専用のツェナーにバリスターダイオードが
あって、その規格には一発吸収の最大エネルギーも規定されている。

>10D1を取り払ってショットキーバリアDiを挿入したらどうでしょう?
>瞬間的なエネルギ消費と逆の発想で、時間的な遅れに目をつぶって
>コイル両端の電圧を小さくすることだけを考えたら。

まったく無意味。むしろ、いかにコイル両端の電圧を大きくするか
が鍵。ツェナーではなく、抵抗を入れるだけでも効果あるよ。

　せっかく良いチャンスだから電気と機械の対応を覚えましょう。
たぶん振動論でバネと慣性質量と摩擦の微分方程式をやったと思います。
電気的なコイルも、コンデンサＣ（バネ） インダクタンスＬ（質量） 抵抗Ｒ（摩擦）
の微分方程式は、機械と全く同じなんです。
コンデンサって何？は、巻線の線と線の間の静電容量です。オシロで観測し
てる時はプローブの静電容量も加わってます。（プローブに書いてあります）

　非振動の場合の時間解は、

　　　　　ｅｘｐ（ーｔ／τ）・ｓｉｎｈ（√（ω^2−ρ^2）t）
　　　　　ただし
　　　　　ω^2 ＝１／(ＬＣ)、　τ＝ ２Ｌ／Ｒ
となることはお馴染みですね（教科書にも書いてあるでしょう）、これが
そっくりそのまま 電気のコイルの波形の時間解でもあります。
　ｔ＝０での値は（ｓｉｎｈ０＝０だから）ゼロなことはすぐ分かりますよね。
ピーク値の時刻など時間微分すれば出ますよね、
時間波形を書くとこうです

┼───────────→振幅
│*
│　　　*　　　↓
│　　　　　　*
│　　　　　　　　　*
│　　　　　　　　　　　*
│　　　　　　　　　　　　*　　←あなたが観測したのはここでしょ。
│　　　　　　　　　　　 *　　　 　未知数が３つ（ＬＣＲ）で、Ｒは分かってますね、
│　　　　　　　　　　*　　　　　　　時刻が分かると未知数がもっと分かる…です。
│　　　　　　　　　*
│　　　　　　 　 *
│　　　　　.　 *
│　　　 　　 *
│ 　　　　 *
│　　　　* 　↑ 振幅が半分の所の時間幅（半値幅）なども測定しやすいので
│ 　　 .*　　　　　よく用いられます。
↓
時
間　　　　残ってる未知数が２つなんだから、２ヶ所の測定値があれば、、です。
軸　　　　ところで、ピーク電圧測定時の波形は振動してなかったですよね？
　　　　　　してたら ｓｈｉｈ → ｓｉｎ ですが


ところで少し、クラッチの諸元とか所望してる作動時間などは出せますか？
コイルの寸法（外径内径長さ）と巻数、銅線の径とか知りたいです。

僭越ですが、もう後が危ないので次スレ立てます。

次スレ立てました。
http://science.2ch.net/test/read.cgi/kikai/1025432107/l50

>>986
>インダクターに電流を流して、急に切ったら無限大の
>スパイク電圧が発生する。それを 10V と測ったなら、きつい
>言い方だが、未熟な測定です。

ﾜﾗﾀ。トラ技レベル必死だな

>>978-980
フリーホイールは過去ログでもFAQだ。

未熟は君自身。t=0で無限大と信じてたのか?＞986

>>994 わかったわかった、かまって君。オレはいつまでも未熟さ。

この質問じゃないが、フェライトコアの飽和特性を測るため、
インダクタに 500MHz 帯域のストレージオシロを接続して、電源に
リード線を手で接触させて電流特性を読んだことがある。こんな
原始的方法でも、4〜5回に一回はなんとか測定値が出るので
驚いたものだ。

なんじゃこの展開は！
「俺の言うとおりツェナー買いに行けゴルア」は無いだろ
パシリか（藁

ーーーーーーーーーーー　終　　了　ーーーーーーーーーーー



次スレhttp://science.2ch.net/test/read.cgi/kikai/1025432107/l50

>>996 うん、終了だね。後は 1000 まで雑談しよう。
ところで、3次元のベクトル解析で現れる軸性ベクトル (擬ベクトル)
とテンソルの関係について、数学質問スレ
http://science.2ch.net/test/read.cgi/math/1024790384/741
で解説しておいた。

>>990
あ、もうここ書けませんか。訂正をば。ｓｉｎｈの√の中を、
（ω^2−ρ^2）→（ρ^2−ω^2）ですね、ｓｉｎｈは 制動項ρ＞振動項ω の場合なんで。

（986さんごめんなさいです）

HIDマンセー

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