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一般的な1.5Vの直流モーターを1分程度動かすためにはどのくらいのコンデンサーを使...

mr_********さん

2019/2/700:56:05

一般的な1.5Vの直流モーターを1分程度動かすためにはどのくらいのコンデンサーを使えばいいですか?

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okw********さん

2019/2/705:46:57

出力電圧がほぼ一定のバッテリと違って、コンデンサが放電すると電圧が下がっていくので、モータの回転数がどんどん落ちていきますが、それでもいいのですか。

下図は、1.5Vに充電されたキャパシタに抵抗(モータ)をつないだときのモータ電圧とモータ電流の変化を回路シミュレーションで見た結果です。

モータの抵抗値を3.75Ω(1.5Vの電圧をかけたときに0.4Aの電流が流れる)とした場合、60秒間でモータ電圧が1.3Vまで下がってもいいのなら100Fくらいの容量にすればいいです。

実際にはモータ電圧が下がって回転数が落ちるとトルクも変わってしまいますが、電圧が大きく低下しない範囲であれば抵抗とみなせます。

出力電圧がほぼ一定のバッテリと違って、コンデンサが放電すると電圧が下がっていくので、モータの回転数がどんどん落ちて...

  • okw********さん

    2019/2/706:44:29

    初期電圧 V0 [V] で充電された容量 C [F] のキャパシタを抵抗 R [Ω] で放電したときの電圧 V [V] は、経過時間を t [秒] として
    V = V0*exp(-t/C/R)
    となります。

    放電を初めてから t [秒] 経過したときの電圧を Vend [V] とするための容量は
    C [F] = t/{ R*ln(V0/Vend) }
    で計算できます(lnは自然対数)。t=60s、R=3.75Ω、V0=1.5V、Vend=1.3V なら C=112F となります。

    初期電圧のときのモータ電流を I0 [A] とすれば、R=V0/I0 なので
    C [F] = t*I0/{ V0*ln(V0/Vend) }
    で計算してもいいです。I0 = 0.4A なら C = 112F ですが、I0 = 0.15A なら C=42F となります。

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fri********さん

2019/2/701:29:44

FA130RAの場合、無負荷で0.15A、最大効率負荷0.56A、
そこで、0.4A程度の軽負荷を想定して計算します。

1分間運転するのに必要なエネルギー
1.5V×0.4A×60s=36J

充電時にコンデンサに蓄積されるエネルギー
36J×1.5V/(1.5V-1.0V)=108J

必要なコンデンサの容量
108J×2/(1.5V)²=96F

https://www.amazon.co.jp/dp/B06ZZQMWSL/
概ねこんな感じでしょう。

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