家電の用語：電機子反作用

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家電の用語：電機子反作用

家電を知りたい

電機子反作用について教えてください。

家電製品マニア

電機子反作用は、電機子の電流によって生じる磁気力によって起こされる現象です。

家電を知りたい

電機子反作用の影響って具体的に何ですか?

家電製品マニア

主な影響として、電気的中性点の移動、有効磁束の減少、整流の悪化などがあります。

電機子反作用とは。

「電機子反作用」とは、モーターや発電機の電機子電流によって生じる電磁気の現象です。電機子電流が流れると、電機子の周辺に電磁力が発生します。この電磁力は、モーターや発電機における磁束の分布に影響を与えます。

電機子電流の分布は、電機子の回転軸に対して左右対称です。そのため、電機子反作用による電磁力は、回転軸を頂点とする二等辺三角形の形になります。

電機子反作用の影響として、以下のようなものがあります。

(a) 交差磁化作用: 電気の中性点が移動します。
(b) 偏磁作用: 有効磁束が減少します。
(c) 整流子片間電圧の上昇: 整流子が悪化します。

電機子反作用の影響が小さい場合は、ブラシの位置を調整したり、補極を追加したりして改善できます。しかし、多極で大容量の機器では、補償巻線という追加の巻線を使用して電機子反作用を制御する必要があります。

電機子反作用の仕組み

-電機子反作用の仕組み-

電機子反作用は、直流モーターの動作原理において重要な役割を果たします。これは、モーターで発生する磁場が、回転子に電流を誘導し、この電流により発生する磁場が、モーターの固定子磁場と相互作用することで生じる力です。

電機子反作用が生じるメカニズムは次のとおりです。まず、モーターに電流を流すと、固定子巻線に磁場が発生します。この磁場が、回転子（電機子）を囲み、電機子に電流を誘導します。誘導される電流の方向は、フレミングの右手則に従います。

次に、電機子の誘導電流により、電機子自身の磁場が発生します。この電機子磁場は、モーターの固定子磁場と相互作用します。相互作用する磁場の向きによって、電機子に力が発生します。電機子磁場が固定子磁場と同じ向きであれば、電機子は固定子から離れる方向に力が発生します。逆に、電機子磁場が固定子磁場と逆向きであれば、電機子は固定子に近づく方向に力が発生します。

電機子反作用により発生した力は、モーターの回転運動を維持します。電機子が固定子磁場の中で回転すると、電機子磁場が固定子磁場と相互作用して、常に回転子を回転させる力が発生します。

電機子反作用の影響

電機子反作用は、モーターの動作に重要な影響を及ぼします。電機子への電流が増加すると、磁界の強さも増大します。この増強された磁界は、電機子の回転方向に対して反対方向に作用する等しい大きさの反磁界を生成します。この反磁界はモーターの回転トルクを低下させるため、電機子電流の上昇に伴ってモーターの速度は低下します。この効果は速度制御において極めて重要であり、電機子電流を制御することでモーターの速度を調整できます。