概念と仕組み
電流が磁場中にある場合、コイルの両側にトルクが発生する。整流子は、回転に合わせて電流を逆転させることで、トルクが常に同じ回転方向に作用するようにする。
回転するコイルは、発電機のように、供給電圧に対抗する起電力（EMF）を発生させる。これが、静止状態から始まり、急激な回転時に電流が異なる理由を説明する。
関係式と成立条件
単純なモデルにおいて、I=(V−kω)/Rという関係が成り立つ場合、磁気トルクはkIに比例します。回転加速度は、このトルクから摩擦トルクとロードトルクを引くことによって決定されます。
この近似は、磁場、モーター定数、および粘性摩擦定数を表しています。実際の始動摩擦、切り替え損失、および巻の加熱は、それぞれ独立した効果です。
仮想実験で読み取る変化
整流子はトルクの向きを保ち、逆起電力は電流を減らします。
磁場とコイルは理想的で、摩擦は粘性近似です。整流子なしでは初期角π/4の単純モデルを使います。 実際の電源・コンセント・高電圧では再現せず、画面上で実験しましょう。
重要な関係式と記号
Jω′ = kI−bω−τload · I = (V−kω)/R
| 記号 | 意味 | 単位 |
|---|---|---|
| ω | 回転角速度 | rad/s |
| kω | 逆起電力 | V |
| J | 慣性モーメント | kg·m² |
例で確かめる
電源6 V、電流0.968 A、抵抗5 Ωなら逆起電力はいくら？
約1.16 V
よくある誤解
- モーターの消費電流が、必ずしも速度が上がると消費電流が上がるわけではありません。