エナメル線

発電機は、コイルと磁石からできています。
まずは、コイルを作らなければなりません。コイルに必要なものは銅線です。通常はエナメル線という、樹脂で被覆した銅線を使います。
コイルの形状は、円形、三角形、楕円形の3種類がありますが、ここでは、本と同じく三角形にします。
次にエナメル線の太さ(径)ですが、エナメル線を抵抗と考えると、その径が太いほど抵抗は小さいので電流はたくさん流れますが、電圧は低くなります。オームの法則ですね。しかし、作った電気を蓄電池に貯めることを考えると、電圧は高い方が有利のようです。本では、径が0.45mmと0.6mmのエナメル線が紹介されていますが、0.45mmを使うことにします。
被覆は、ハンダ付けのとき皮膜をはがす必要がありますが、やはり耐熱性(155℃)・対溶剤性を考えポリエステル樹脂皮膜(PEW)のものにします。
これで、エナメル線の仕様は決まりました。では、発電機を作るのにエナメル線はどれくらい要るのでしょうか。
本にはエナメル線の径や巻数の記述はありますが、肝心の必要量については書かれていません。これでは、どれくらい用意(購入)すればいいのかわかりません。適当に注文して大量に余っても困りますし、足りなくなると再度注文しなくてはならず二度手間です。
そこで、エナメル線の必要量を計算することにしました。
coil
コイルの寸法は、41ページ(以下、ページはpと表す)と48pに書かれています。右に48pの図を拡大したものを示します。内側から9mm幅いっぱいに巻いていくのですが、1回巻くのに必要な寸法は、外側と内側で異なります。そこで、平均として中央の点線の部分の寸法(ABCDA)を求めることにします。

まず、BD間ですが、これはBC間の2倍です。よって、最初にBC間の寸法を求めます。そのためには、AC間の寸法が必要ですが、これはこの図から38-4.5×2=29mmと簡単に求められます。
したがって、BC間は三角関数を使って、AC×tan(15°)=7.8となり、BD間はその2倍で15.6mmとなります。
次にAB間(=AD間)です。ここは、逆三角関数を使えば、AC×cos-1(15°)=37.9mmとなります。よって、すべてを加算するとABCDAの寸法は、15.6+37.9×2=91.4mmと計算されます。
径が0.45mmのエナメル線は136回巻くことになっている(49p)ので、1個のコイルに必要な長さは、91.4×136=12430.4mm≒12.43mとなります。
以上より、コイルが9個(1号機)の場合はエナメル線は12.43×9≒112m、コイルが12個(100W)の場合は12.43×12≒149mとなります。これはいわばぎりぎりの計算なので余裕をみて1.2倍すると、それぞれ135m、180mとなります。
エナメル線の販売形態にもよりますが、たとえば100m巻のロールの場合は、2個あればどちらでも製作可能ということです。

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