質問: 電熱線を低電圧で使用する方法 家庭菜園で種を発芽させるために電熱線で温めようと考えました。 素人なので、また、水を使うので100vを使うのは恐ろしい。また、ちょっとだけなので小電流で済むだろうと考えて始めました。 農業用の電熱線 http://store.shopping.yahoo.co.jp/tackey/b2b9beb2b5.html にあるような商品を友人から無料で手に入れました。100v用のものです。 私が手に入れたのは、約60mその抵抗値は、16.6ωでした。 w=e^2/r=100^2/16.6=602w 600w用の電熱線と理解しました。 2坪用の電熱線のようです。 私は、0.5坪程度のもので十分です。 これでは、電力が大きすぎると思いました。 そこで、電力を落として使おうと考え、1/4に切断しました。 同時に、やはり頂き物の9-24v変圧器を使用して電圧を落とせば適当な電力で使用できると試行しました。 1/4に切断した電熱線の抵抗値は、4.2ωでした。 これを24vで使用すると、 w=e^2/r=24^2/4.2=137w この程度の電力で良いだろうと使い始めました。 電熱線は、わずかに感じる程度の暖かさでした。 そして、変圧器は、さわると熱く感じるほどに発熱していました。 もう少し、暖かい方がよいと思い、1/4に切断したケーブルを並列に接続しました。 抵抗値は、2ω程度ということです。 電力は、倍の260w程を想定しました。 しかし、 なんと、変圧器が熱を持ち壊れてしまいました。 この変圧器は、定格電流などの表示がないものでした。 ヒューズは備えられていましたが、ヒューズは破損していません。パイロットランプも点灯します。 前説が長くなりましたが、ここで質問です。 q1. 24vで300w程の電力が欲しい場合、 i=w/e=300/24=12.5a以上のの許容値を持つ変圧器が必要と言うことでしょうか。 このような大容量のコンバータは一般に見かけません。 私が思うような使い方はそもそもしないものでしょうか。 q2. 農業用ということで水を使います。だから、素人としては感電防止のため低電圧でと考えたのですが、低電圧での使用は電流が大きくなってしまいます。高電圧ならば、電流が少なくてすみます。 電熱線を扱うようなときは、高電圧を使用した方が良いのでしょうか。 q3. 前説で書いたように変圧器が発熱し壊れました。 つまり、変圧器自体がエネルギーを使用します。 ここで、24vで100wの電力を得る場合i=w/e=100/24=4.16aと、 100vで100wの電力を得る場合 i=w/e=100/100=1a 電圧を高くするほど電流は少なくて済むことになりますが、 変圧器が熱くなるための電力は同じ100wの使用であっても 変圧器を使用しない100vで電熱線を使った方が効率がよいことになるのでしょうか。 オームの法則程度ならわかっているつもりの者の質問です。 なにとぞよろしくお願いいたします。
回答: >q3. >前説で書いたように変圧器が発熱し壊れました。 >つまり、変圧器自体がエネルギーを使用します。 >ここで、24vで100wの電力を得る場合i=w/e=100/24=4.16aと、 >100vで100wの電力を得る場合 i=w/e=100/100=1a >電圧を高くするほど電流は少なくて済むことになりますが、 >変圧器が熱くなるための電力は同じ100wの使用であっても >変圧器を使用しない100vで電熱線を使った方が効率がよいことになるのでしょうか。 配線には抵抗があります。 消費電力は、i^2・rです。 つまり、rの大きいところで電力が消費されます。 今回の敗因は、電熱線をどんどん短くしたことです。 最初はトランスの巻き線よりも十分大きな抵抗でしたが、切り詰めることによりトランスの抵抗に近くなったのでしょう。 つまり、トランスがヒーターになってしまった。 外が300w トランスが200wのヒーターのような トランスの巻き線抵抗が問題にならない程度の負荷抵抗を接続してください。 おとなしく100v仕様の水槽に入れるような防水ヒーターを使ってください。