交流電力 / 変圧器 / 時定数 / 鉄心 / 真空管

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交流電力

(73pm75、68pm76、67pm77、66.53、65.53、61.55)
 一周期にわたる瞬時電力pの平均値を交流電力という
・交流電力P 
 P=VIcosθ[W]
 VI:皮相電力
 cosθ:力率

・無効電力P 
 P=VIsinθ[W]

・実効値最大値(瞬時値)/√2

・平均値2/π×最大値(瞬時値)

・消費電力P(電力の瞬時値の時間平均)
 P=V×I×cosθ
 V:実効
 I:実効値 
 cosθ:位相差

変圧器の原理

 (72am5、70am77、69am77)


 a= V2/V1
  = N2/N1
   = I1/I2
 一次等価抵抗R1r1+r2/a2
 二次等価抵抗R2r2+a2×r2
 定格容量P=V2×I2=V1×I1

変圧器の損失

(73pm76、72pm76)

・損失W
 W=鉄損+銅損 [W]
 鉄損=銅損:変圧器の最大効率
1, 無負荷損(鉄損):鉄心に生じる損失
 1-1, ヒステリシス損
 1-2,うず電流損

2,負荷損(銅損):負荷電流による巻線の抵抗損
 銅損=R×I2, 負荷, 負荷率の二乗に比例
 2-1,一次銅損
 2-2,二次銅損

鉄心

 (66.55、60.51)

・磁気を帯びていない強磁性体に、磁場を印加していく様子
 縦軸:磁束密度B[T]
 横軸:磁場H[A/m]

 Bm:飽和磁気
 O→P曲線:初期化曲線
 Br:残留磁気
 Hc:保持力

・ヒステリシス(現象)
:BがHの値だけで決まらず、直前のBの値に依存する現象

・ヒステリシスループ
:P→Q→R→S→T→U→Pのループ
 ループ面積は熱エネルギーに比例する
 ループ面積は小さいほうが良い

・鉄心に向いているのはBrが大きく、Hcが小さいものである
 永久磁石はBrが大きく、Hcが大きい

RC回路

 (66.54、62.57)
・時定数TC×R(sec)
 初期値V0/Rに対して約36.8[%]の値

スイッチとコンデンサ

 (71pm76、68pm76、60.55)


・スイッチを閉じて流れる電流の総量I0
 I0=コンデンサに充電された電圧V/抵抗Rの抵抗値Ω [A]

・スイッチを閉じて時間t後に流れる電流I1
 I1=I0 exp(-t/CR)[A]
 CR:時定数
 
・コンデンサの静電容量C
 = 電荷q ÷ 電圧V [F=A・s/V=C/V]
 電気素量e=1.6×10-19 [C]
 

リミッタ回路


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直流チョッパ回路

(73am75)

 

二極真空管の特性曲線

 (70pm78、68pm78、67am75、63.56)


(1):逆電圧領域
 熱陰極から放出される電子の運動エネルギーは0ではないため,十分な負電圧を陽極に印加しないと,電流は0にはならない

(2):空間電荷制限領域
 管電流Ip(チャイルド・ラングミュアの式)∝V3/2/d2

(3):温度制限領域
 管電流I∝1/d2 
 管電流値はフィラメント電流で決まる
  → 飽和電流で動作する
 V:管電圧
 d:電極間距離 
↓対策ノート「X線源装置」:動作特性

X線源装置 ― X線管装置
X線発生装置  ├― X線源装置 |  └―― X線管装置 + 照射野限定器 | ├― X線用高電圧ケーブル | └― X線高電圧装置    └―― 高電圧発生装置 + X線制御装置 X線源装置 X線管の構造 ・固定陽極X線管  陽極が固定された構造  →  熱容量が小さい  歯科用・携帯形などの小容量X線装置に使用され、焦点外X線の発生が少ない ・回転陽極X線管 (73pm6)  陽極が回転する構造  → 熱容量が大きい ①ガラスバルブ :真空の維持、高電圧の絶縁と耐高温性材質  → 硼珪酸硬質ガラス ②陰極(フィラメント、集束電極) :加熱電流で高温にして熱電子を発生、熱電子を細いビームに絞る ③ターゲット :傘形で焦点面の材質はタングステン  →  高原子番号、高融点3450℃ ④陽極回転子(ロータ) :誘導電動機の原理でターゲットを高速回転させる ・格子制御系X線管  グリッド電極により高電圧型でX線を開閉できる  コンデンサ式X線装置と組み合わせて使用  管電流を制御する格子電極をもつ ...

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