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Re:逆起電力

 投稿者:うんざりはちべえ  投稿日:2017年 6月18日(日)08時59分0秒
  トランスはコアの中の磁場を一定に保とうとすれば、コイルを近づけた時、ハムが聞こえたり、出力トランスから音が聞こえるのはなぜかというと、漏洩磁束のせいです。

また、この動作原理より、Ayumiさんも書かれているように、ロードラインだけ考えれば良いのです。
 

Re: 逆起電力

 投稿者:Ayumi  投稿日:2017年 6月18日(日)08時29分58秒
  もちろん、プレートの瞬時電圧が電源電圧を超えるのは、
インダクタの働き以外にはありえません。
回路の動作は、はちべえさんの書かれたような微分や積分の式にしたがい、
それは直流・交流にかかわらず成り立ちますが、
微分方程式を解かなければならず、とても初心者向けの説明にはなりえません。

今でこそ、電力増幅回路はトランス負荷があたりまえとなっていますが、
データシートなどに書かれているA級シングルの特性は、
チョーク-コンデンサ結合、いわゆるクラーフ結合の回路で測定されています。

+----+--C--+ (a)
|    |     |
P    L     |
G    |     RL
K    B+    |
|    B-    |
|    |     |
+----+-----+ (b)

この回路でCが非常に大きければ、
出力トランスの巻線抵抗、結合係数などの影響を除けば、
直流的にも交流的にも等価な回路となります。

さてここで、定常時のプレート電流が仮に50mAだったとして、
それが40mAに減ったらどういう動作になるか、
ということがここでの問題になります。

ここで、Lを流れる電流が50mAから40mAにへったから、
逆起電力によりPの電圧が電源電圧を超える、というのは勘違いです。

Lを流れる電流は、50mAからわずかに減りますが、
それはたとえば1kHzの信号の場合、測定できないくらいわずかです。
電流の変化分10mAのほとんどは、(b)→RL→(a)の電流が10mA弱減ることであり、
定常時にはRLには電流が流れていなかったので、
(a)→RL→(b)の電流が10mA弱増えるということです。

こういう理由で、プレート電圧が電源電圧を超える根源は、
確かにインダクタの作用なのですが、
その電圧の大きさはインダクタに支配されるのではなく、
負荷抵抗に支配され、ロードラインを直線で書いてよいことになります。
 

Re:逆起電力

 投稿者:うんざりはちべえ  投稿日:2017年 6月18日(日)08時06分56秒
編集済
  自信はないのですが、こういうことです。
トランスはコアの中の磁場を一定に保とうとします。ですから、プレート電流が増えると、磁場が増えた分、2次側に逆の電流を流して磁場を打ち消します。この時、昇圧比20:1だと、巻き数が少ないので大きな電流が流れます。つまり、20倍です。負荷抵抗がありますので、2次側の電圧が発生します。
プレート電流が減ると、磁場を維持するために2次側に電流を流して磁場を作り出します。この時、昇圧比20:1だと、巻き数が少ないので大きな電流が流れます。つまり、20倍です。負荷抵抗がありますので、2次側の電圧が発生します。
では、プレート電圧が上がったり、下がったりするわけは、トランスですから、2次側の電圧の昇圧比分だけ上がり、下がります。
では、交流の電源トランスではどう説明するのかというと、交流のトランスにはギャップがありませんので、コアが一定に保とうとする電流は小さいのです。これを励磁電流と言います。
一方A級トランスは、コアにギャップがあって、このギャップを埋める電流が大きくなるのです。これがバイアス電流です。
A級トランスは、巻き数とバイアス電流に合わせてギャップを調整します。
 

物理的な原理

 投稿者:かつ  投稿日:2017年 6月18日(日)01時51分4秒
編集済
  お書きになった話は、理想インダクタのインピーダンスが jωL である事を示しているに過ぎません。
でもそれは、逆起電力が何故発生するか、と言う物理の話とは別の概念ですよね。

物理学的には、何故 電源電圧を超えるのかは、トランスもインダクタも逆起電力で説明できます。
磁界の変化を妨げる方向に電流が流れると言うだけですが、しかし、それはインピーダンスの違い
を説明している訳ではありません。
トランスの二次側の負荷が、抵抗性ではなく、容量性であろうが誘導性であろうが、電源の電位は
超える訳ですから。まあ変化の仕方は違いますが。

トランスは二次側の負荷が抵抗性であれば、通過帯域のインピーダンスは抵抗性になります。
但し等価的には常に一次インダクタンスが並列に入りますから、純抵抗ではありませんが。

ぺるけさんが言ってる逆起電力の話は、私が言ってる話と同じだと思いますけどね。
抵抗性であろうとなかろうと、ロードラインからは、電位が電源電圧を超えることは説明できませんよ、
電位が電源電圧を超えて発生するのは逆起電力ですよ、という話です。

一次側の電位が電源の電位を超えたその瞬間には、電流は当然トランス一次側端点から電源に向かって
流れますが、インダクタであればその時に電力の消費はありません。
しかしトランスの負荷が抵抗である場合、二次側で電力が消費されます。
 

Re:逆起電力

 投稿者:うんざりはちべえ  投稿日:2017年 6月17日(土)19時45分2秒
  ぺるけ師匠の逆起電力でいいと思います。  

Re:L C Rとトランス

 投稿者:うんざりはちべえ  投稿日:2017年 6月17日(土)18時51分18秒
  まちがえました。

          1
Cは V(t)=---- ∫ i(t) dt
          C

ああ、微分も積分も大昔だった・・・・
 

Re:L C Rとトランス

 投稿者:うんざりはちべえ  投稿日:2017年 6月17日(土)18時34分57秒
  間違えました。
Lは、           d
   V(t)=L ---- i(t)
                dt
です。電流の微分のつもりがおかしなことを書いてしまいました。
       V(t)
Rは R=-------
       i(t)

          1             di
Cは V(t)=---- ∫ i(t) ----
          C             dt

これで、合っているかな?
 

Re:L C Rとトランス

 投稿者:うんざりはちべえ  投稿日:2017年 6月17日(土)16時38分39秒
  トランスは、交流分だけ伝達する。だけれど、一端がB電圧につながっているからプレート電圧は、B電圧より高くなる。

これで、なにも問題ないじゃないですか?

電気回路の説明として,全く問題ないですよね?
 

L C Rとトランス

 投稿者:うんざりはちべえ  投稿日:2017年 6月17日(土)15時52分41秒
編集済
  Lは、V(t)=L i(t) di/dt
Rは、R=V(t)/i(t)
Cは、V(t)=(1/c) ∫i(t) dt
です。結合率の高い抵抗負荷のトランスはR=V(t)/i(t)でしょう?
それをLで説明できないでしょう?Lの場合V(t)とi(t)は、波形が全然違います。定常のi(t)がsinでも、V(t)はcosでしょう?位相が違います。

だから、この話は理屈を説明しないといけませんが、・・・・やめておきます。

そんなことを知らなくても、交流とDCを分けておけば、いいのです。
 

RE:それでは

 投稿者:寿々郎  投稿日:2017年 6月17日(土)15時18分20秒
  >DC300Vバイアス80mAを通る3.2KΩのロードラインを引いてください。

まっ、この時点で交流特性ですね。
大半の方が出力段のロードラインは交流特性で書かれてます。私は電源電圧を特定するためにDCのロードラインを引きますが…。

論点はDCとACにわれてますのでどちらか明記するのが良いかと思います。
 

WhyとBecause

 投稿者:ぺるけ  投稿日:2017年 6月17日(土)10時21分6秒
編集済
  ん、なんか呼ばれたような。


イタリア語ではどちらも「Perche(ぺるけ)」。




 

負荷が

 投稿者:かつ  投稿日:2017年 6月17日(土)09時39分33秒
編集済
  トランスでもインダクタンスでも、一次側の電位が電源電圧を超えて、電流が磁界の変化を妨げる
方向に流れるという物理的な原理は同じですね。
違うのは、相互インダクタンスであるか自己インダクタンスであるかですが、トランスの結合係数
とは、早い話が、漏れ磁束がどれくらいあるかですから、原理に関与する話では無いですね。

> 交流の場合はざっくりとコンデンサと電源を短絡除去
同様に、インダクタンスの場合には、直流であればざっくりとインダクタと電源を短絡除去できる
のですが、それだと交流での振る舞いが判り難いから、こんな話が出てくると言う気もw

性格的にも心情的にも、私は原理を理解しようと試みますねw
院で教わった先生が、百回 Why と問えば百回 Because と答える人でした。私はその人に真に理解
するとはどういう事か、を学んだと思います。
 

Re:逆起電力

 投稿者:sava  投稿日:2017年 6月16日(金)03時42分3秒
  交流の場合はざっくりとコンデンサと電源を短絡除去(交流インピーダンスが負荷に対して低い箇所は無視)して
負荷に流れる電流だけ考えれば良いと思っています。
私は工学的に考えるので、理学的にどうなっているかはあまり考えません(わからないので;)

工学では”無視できる”という言葉が結構でてきますが、
理学はその辺あいまいにせずとことん追求するという印象を持っていて、
そのへんで混乱があるのかなぁと。
もちろん双方ともフィードバックがありますから、どちらかの思考が正しいということではありません。
 

FET差動ヘッドホンアンプ Version3

 投稿者:ぺるけ  投稿日:2017年 6月16日(金)00時01分47秒
編集済
  ユニバーサル基板バージョンができました。

http://www.op316.com/tubes/hpa/version3-board.htm


これは試験中の試作基板なので最終版とは若干異なります。






 

Re:頓珍漢

 投稿者:うんざりはちべえ  投稿日:2017年 6月15日(木)21時13分57秒
  抵抗負荷の結合率の高いトランスは、単なるインダクタンスで説明できないでしょう。トランスの電気と磁気の理屈を説明しないといけませんが、自信がないのでやめておきます。参考とするならば、「トロイダル・コア活用百科」CQ出版を読んでください。

オーディオのトランスは結合率が高いのと抵抗負荷なので、ロードラインを信じてもらえば、いいのです。

話は、変わりますが、高帰還アンプには出力トランスがないとダメなことがわかりました。どうして、メーカー製のアンプは音が悪いのかというと、出力トランスがないからです。

また、トンチンカンなことをしてしまいました(^^;
 

頓珍漢で

 投稿者:ぺるけ  投稿日:2017年 6月15日(木)17時40分39秒
編集済
  話になりません。
文脈がおわかりでない。

>プレート電圧は、DC300Vより高くなりますね。

ロードラインを引いたら300Vよりも高くなる、そんなことは先刻承知、みなさんわかっていらっしゃる。
みなさん十分にわかっていることをさらに二度も書いても、それは頓珍漢です。

300Vよりも高くなることを物理現象としてどう説明するのか、
何故そういうロードラインを引くことができて実際にそのとおりになるのか、
というのが今の文脈の流れです。




 

Re:それではこたえになっていませんし、

 投稿者:うんざりはちべえ  投稿日:2017年 6月15日(木)16時33分2秒
  それでは、ロードラインでせつめいします。

DC300Vバイアス80mAを通る3.2KΩのロードラインを引いてください。
すると、プレート電流が0になるのは、何ボルトですか?

もっと簡単にプレート電流をバイアスポイント80mAから±20mA変化させた時、ロードラインに従ってプレート電圧はどうなりましたか?

では、どうしてそうなるのでしょうか?抵抗では300Vで電流が0ですが、トランスでは80mAになっているので、プレート電流を小さくしたら、プレート電圧は、DC300Vより高くなりますね。つまり、バイアス電流を流してもプレート電圧が300Vであるからなんです。

こういう説明では?
 

Re:それではこたえになっていませんし、

 投稿者:うんざりはちべえ  投稿日:2017年 6月15日(木)15時44分26秒
編集済
  これは、8WのA級アンプの動作中を2次側から、考えただけで、2次側から、信号を入れてはいません。

いま、8WのA級アンプがあって、8Ωに8Wを出力しています。この動作を2次側から考察しただけです。

2次側が、こうなっているには、1次側はこうならなければ、ならないのではないかという事です。

こういう説明では不十分だとぺるけ師匠は言いたいのでしょうね。

さて、0信号では、プレートはDC300Vで入力信号でグリッドがプラスになるとプレート電流が増えて、ロードラインに従って、プレート電圧がさがります。すると、2次側は電圧が上がるか下がるかして、8Ωに電流が流れます。その電流の大きさはプレート電流の変化分を昇圧比の20:1で20倍となります。ここでは2次側の電圧が上がったとします。入力信号が正弦波とすれば、電圧が負になると、グリッド電圧は負になります。すると、入力信号が正の時プレート電圧が下がったのだから、今度はプレート電圧はロードラインに従って上がります。つまり、プレート電流は減ります。その時、プレート電流のへった分の20倍が負荷電流になります。プレート電流がへったのに、負荷に8Ω8Wだから1Arms流れる?ここで、まず、躓くでしょうね。要するに、変化分だけを考えないと理解できないでしょうね。

ここは、Ayumiさんもぺるけ師匠も言っておられるところですね。
 

それでは答えになっていませんし、

 投稿者:ぺるけ  投稿日:2017年 6月15日(木)10時37分32秒
編集済
  最初の質問を言い換えただけです。

そうなることはわかっているけれど、何故そうなるわけ?
二次側から信号電力を入力すれば一次側に高い電圧は現れるでしょう。
しかし、二次側から入力していないし、電源電圧はそれより低いし、何故、何処からそんな高い電圧が来るわけ?
というところが論点です。

 

Re:逆起電力

 投稿者:うんざりはちべえ  投稿日:2017年 6月15日(木)10時16分23秒
編集済
  では、1次側からでなく逆さまに2次側から考えてみましょう。大雑把にトランスはエネルギーを消費しませんので、8Ωで出力が8WのA級アンプがあったとします。出力電圧は、AC8Vrmsですね。
トランスの昇圧比が20:1とすると、2次側がAC8Vrmsなので、1次側はAC8Vrmsx20=AC160Vrmsですね。
トランスの1次側の電源側が、たとえば、DC300Vで固定ですから、プレート側は、DC300V+AC160Vrmsとなりますね。AC160Vrmsは±160Vx√2=±226.3Vですね。プレート側は、DC300V+AC160Vrmsですから、DC300V±226.3Vになりますね。つまり、プレートは526.3Vから73.7Vまで変化しますね。

電源電圧より、高くなりますね。
 

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