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励磁電流とは?

励磁電流否定の記事 変圧器の技術と物理 を投稿して。

(2019/04/16)追記。何処でも磁気や磁束は励磁電流で論じられる。元々電線の中に電子など流れていないにも拘らず、磁束まで電流との関係で定義される。ファラディーの法則の式を見れば、磁束と電圧の関係しかない。電流に因って磁束が発生するという意味など、その式には無いのだ。自然科学が科学技術理論で固められ、物理学としての自然哲学が欠落している処に理論の矛盾が放置されて来たと考える。変圧器を例に、巻線の1ターンコイル電圧 eu [v] = v/n [v] (nは巻数)を基準にして考えることを提案した。磁束や励磁電流という技術概念についても、長い技術的評価手法となっている伝統的な磁化特性を取り上げ、その意味の電圧時間積分との関係での解釈を図に示す。コイルの電圧という意味はコイル巻線導体近傍の空間に分布したエネルギー量の技術評価概念なのである。複雑な概念量を統一して捉えることが自然科学論としての未来の姿でなければならない。それを可能にするのは『エネルギー』しかない。励磁電流という曖昧な技術量を見極めて、磁束とは何かを考えて欲しい。なお、磁化特性は鉄心材料によって、図の①や②のように異なる。変圧器などでは特性が良く①に近く、インダクタンスはL[H]無限大とも見られよう。インダクタンスはその電気器具のエネルギー貯蔵機能を評価する空間特性の評価概念である。(2019/05/08)上の図を訂正した。磁束φと磁束鎖交数ψ=nφで、コイル巻数nの関係を訂正した。

気掛かりで、励磁電流とは?とITで検索してみた。1970,000件も記事が有り、様々な解説記事が検索される。変圧器をはじめ発電機あるいは電動機などすべての磁束の発生原理として、アンペアの法則の磁界発生原理で解説されている。変圧器の技術と物理で、せめて磁束発生原因の励磁電流という間違いはやめるべきだと指摘した。50年も前(正確には生命の危機を脱した、昭和46年秋に研究補助を頂いて、ロイヤーインバータでの単相誘導電動機の周波数制御運転をして、産業教育振興中央会の「産業教育に関する特別研究成果 別冊」に載せて頂いた頃)に筆者は既に励磁電流を否定していた。変圧器突入電流という電源投入時の現象も投入位相で電圧零時であれば、設計磁束の2倍程の ∫vdt [Wb=(HJ)^1/2^] の磁束量になるからと『電圧時間積分』で解釈すべきである。

情無い(ツレナイ)ヒューズ遮断

(2015/7/13)実験追記。今日は新しい組み合わせで、実験をした。特に目新しい結果は得られなかった。しかし、前回の勘違いとなったガラス管ヒューズが強く光ったにも拘わらずヒューズが切れていなかった現象について、その意味が分かった。今日の実験でも、最初は緊張して電源スイッチを投入した。ヒューズが遮断するかどうかを注意しながらスイッチ投入。今日も相当の光度で光った。普通なら当然ヒューズが切れたと判断する筈だ。前回の事があったので、今度はヒューズの状況を確認した。しかし驚くことにやはり切れていなかった。じゃああの光は何だったのかとまた悩んだ。もう一度電源投入をした。しかし今度はヒューズが光る事もない。こんな実験結果には、科学の再現性と言う意味からして頭が混乱するのである。原因はダイオードの全波整流回路も負荷として電源に繋がっていた事であった。整流後の直流側に電界コンデンサ10μFを繋いでいた。その突入電流がヒューズの発光現象の原因であった。そこでもう一度直流電圧を放電して、再度突入状態を観測した。ヒューズはまたピカッと光った。今度はヒューズは切れていた。結局3度も同じ発光をした訳だから、相当ヒューズの質量も減少していた筈で、切れて当然である。それにしてもガラス管ヒューズの特徴を今回の実験勘違いが教えてくれたことを偶然の知見としたい。電気的現象に関する結果は今回は得られなかった。測定器の問題を解決したい。

(2015/7/12)追記。誠に残念なお詫びの記事です。新しくヒューズを取り替えて、再実験。ヒューズは切れない。どうも意味が理解できずに何度も確認する。しかし、0.1Aヒューズは切れない。端子1’と2’にランプ負荷5Wを繋いでもヒューズは切れない。先回ピカッと光って切れたヒューズを確認したら、切れていなかった。この結果は余りにも衝撃的な失敗の面目丸つぶれを示す。ヒューズの光った意味は何だったのか未だに理解できない。試しにヒューズの抵抗をテスターで計ると10Ω程度の値を示すことを知った。通電時の抵抗のオームの法則の関係とは別の意味の抵抗値だと思う。結局下の実験結果は私の初歩的な、恥ずかしい間違いであった。お詫びします。

そこでもう一度確認した。負荷ランプを繋いでも、繋がなくても動作に変化はない。端子1’と2’間には電源電圧が掛っている。問題は端子3’との線路間の電圧値である。紙筒コイルの変圧器鉄心の場合との大きな違いは当然の予想通り、僅かな電圧しか現れない事である。しかし、3’-2’間より3’-1’間の方がやはり僅かに大きいようである。この端子3’との間に現れる電圧の意味は鉄心の有る無しに関わりなく、微小電圧でも検出されることの意味は大きい。空間線路間エネルギー分布の検出と言う意味は電圧の意味を理解する電気磁気学の基本現象と理解しなければならない。ここから改めて実験が始まる。鉄心の意味を探る為の。

決して電気屋が考えない実験をした。やっぱり常識外れと電気に断られ、肘鉄を食らったような目にあった。スイッチを入れるとフューズ遮断だ。余りにも情無い(ツレナイ)と思った。しかし自然は嘘を言わない。その現象を大切に考えて見よう。これも世界に初めての実験結果だから。(2015/7/12)ヒューズが遮断されていなかったとは余りにも恥ずかしい話です。世界には通用しない結果だった。御免なさい。
電気実験 こんな愚かしい実験は誰もしない。しかし実験の思い付きの根底には物理学・電気磁気学への深い哲学的疑念が基になっているのだ。変圧器の奇想天外診断の実験結果が問いかける真理への道筋に咲く花を探す旅でもあるのだ。決して科学理論の常識には自然の真理は待っていないからはみ出さなければならないのだ。それが実験目的である。実験内容。それは紙筒に3本の線を巻きつけた。その2本に電源100Vの電圧をかけた。結果はヒューズ0.1Aが切れて、電圧を掛けられなかった。「何故か」の問答になる。

紙筒コイルに電圧印加実験回路2

変圧器は鉄心にコイルを巻く。奇想天外実験で、予想外の電圧が検出された。当然のこととして、磁心である鉄心の物理的機能原理を明らかにしたくなる。フューズ遮断と言う実験の失敗を論じるつもりはない。その先にどんな方法で実験を進めるかが面白さになる。その先の見えない生の裸を曝しながら、科学論を展開してみようと考えての失敗の公開である。

IMG_1147実験写真2

この実験は丁度新品のビニルコードの束の一方の端に電圧100Vを掛けたと同じ事になる。その時電源が過負荷遮断したような状況の結果である。しかも負荷は何も繋いでない無負荷状態である。こんなことは電気磁気学理論で考えられないのである。だから価値がある実験と思う。少しヒューズ容量を上げてまた実験を試みる。ヒューズを購入するまで中断。0.1Aヒューズでの再実験で、上に記事は間違いだったことが判明。