導波管 は、中空の金属管で構成される特殊な形式の伝送線路です。管壁は分散インダクタンスを提供し、管壁間の空きスペースは分散容量を提供します。 ウェーブガイドは、同軸ケーブルよりも低損失でマイクロ波エネルギーを伝導します。 導波管は、波長が導波管の断面寸法に近づく非常に高い周波数の信号に対してのみ実用的です。このような周波数より下では、導波管は送電線としては役に立ちません。 伝送線路としての導波管の使用 ただし、伝送線路として機能する場合、導波管は、製造と保守において2芯ケーブル（特に同軸ケーブル）よりもかなり単純です。 単一の導体（導波管の「シェル」）だけでは、導波管内

開放または短絡された伝送線路の共振周波数ポイントでの定在波は、異常な影響をもたらします。信号周波数がちょうど1/2波またはその倍数がラインの長さに一致するようなものである場合、ソースは負荷インピーダンスをそのまま「認識」します。 次の図のペアは、1/2および1波長周波数で動作する開回路ラインを示しています。 ソースは、半波長線の終わりと同じように開いているように見えます。 ソースは、全波長の終わり（2x半波長線）と同じように開いているように見えます。 いずれの場合も、ラインの両端には電圧の波腹があり、両端には電流の節があります。つまり、ラインの両端に最大電圧

伝送線路と負荷の間にインピーダンスの不一致があるときはいつでも、反射が起こります。入射信号が連続AC波形の場合、これらの反射は、より多くの対向入射波形と混合して、定在波と呼ばれる定常波形を生成します。 。 次の図は、三角形の入射波形が、ラインの終端されていない端に到達すると、どのように鏡像反射に変わるかを示しています。この例示的なシーケンスの伝送ラインは、簡単にするために、一対のワイヤではなく、単一の太いラインとして示されています。 入射波は左から右に移動し、反射波は右から左に移動します:(下の図） 入射波は終端されていない伝送線路の端で反射します。 2つの波形を

DCおよび低周波AC回路では、通常、平行線の特性インピーダンスは無視されます。これには、機器回路での同軸ケーブルの使用が含まれます。これは、漂遊電界および磁界によって引き起こされる誘導された「ノイズ」によって弱い電圧信号が破損するのを防ぐためによく使用されます。 これは、回路内の重要な信号の波形またはパルスの周期と比較して、ラインで反射が発生する期間が比較的短いためです。 前のセクションで見たように、伝送ラインがDC電圧源に接続されている場合、入射パルスが最後に到達するまでの間のみ、ラインの特性インピーダンスと同じ値の抵抗として動作します。ラインを形成し、反射パルスとしてソースに戻ります。

無限の長さの伝送線路は興味深い抽象化ですが、物理的に不可能です。すべての伝送線路には有限の長さがあり、そのため、無限の線路とまったく同じように動作するわけではありません。 数年前にオーム計で測定した50Ωの「RG-58 / U」ケーブルが無限に長かったとしたら、実際には内導体と外導体の間の50Ω相当の抵抗を測定できたでしょう。しかし、長さは無限ではなかったので、「開いた」（無限の抵抗）と測定されました。 それでも、限られた長さを扱う場合でも、伝送線路の特性インピーダンス定格は重要です。特性インピーダンスの古い用語で、その説明的な値が好きですが、サージインピーダンスです。 。 過渡電圧（「

無限の長さの平行線 ただし、無限の平行線のセットがあるとします。 長さ、最後にランプなし。スイッチを閉じるとどうなりますか？ワイヤーの端に負荷がなくなったため、この回路は開いています。電流はまったくありませんか？ （下の図） 無限の送電線を運転します。 この「思考実験」では超伝導体を使用することでワイヤの抵抗を回避できますが、ワイヤの長さに沿った静電容量を排除することはできません。 任意 絶縁媒体によって分離された導体のペアは、それらの導体間に静電容量を作成します:(下の図） 導体間の浮遊容量を示す等価回路。 2つの導体間に電圧を印加すると、それらの導体間に電

スイッチで制御される単純な1つのバッテリーと1つのランプ回路があるとします。スイッチを閉じると、ランプがすぐに点灯します。スイッチを開くと、ランプはすぐに暗くなります:(下の図） ランプはスイッチにすぐに応答するようです。 実際、白熱灯は、フィラメントに電力を供給するのに十分な大きさの電流を受け取った後、フィラメントがウォームアップして発光するまでに短時間かかるため、効果はすぐには現れません。ただし、私が焦点を当てたいのは、ランプフィラメントの応答時間ではなく、電流自体の即時性です。 すべての実用的な目的で、スイッチアクションの効果はランプの位置で瞬時に発生します。電荷キ

電気の探索の早い段階で、ある長さの同軸ケーブルに出くわしました。 外側のシースに沿って「50オーム」のラベルが印刷されています（下の図）。同軸ケーブルは、編組線ジャケットで囲まれた単一導体で作られた2導体ケーブルであり、2つを分離するプラスチック絶縁材料が付いています。 そのため、外側の（編組）導体は内側の（単線）導体を完全に囲み、2つの導体はケーブルの全長にわたって互いに絶縁されています。このタイプのケーブルは、弱い（低振幅）電圧信号を伝導するためによく使用されます。これは、そのような信号を外部干渉から保護する優れた能力があるためです。 同軸ケーブルの構造。 この同軸ケ

アメリカに到着した後のチャールズプロテウススタインメッツの最初の仕事は、ブラシ付き整流子モーターの交流バージョンの設計で遭遇した問題を調査することでした。状況が非常に悪かったため、実際の建設に先立ってモーターを設計することはできませんでした。 モーター設計の成功または失敗は、実際に構築されてテストされるまでわかりません。彼は磁気ヒステリシスの法則を定式化しました 解決策を見つける際に。ヒステリシスは、磁力に比べて磁場の強さが遅れています。これにより、DC磁気には存在しない損失が発生します。 低ヒステリシス合金と合金を薄い絶縁ラミネーションに分解 構築前にAC整流子モーターを正確に設計する

通常、巻線型ローター誘導モーターのローター巻線は、始動後に短絡します。始動中は、始動電流を制限するために、抵抗を回転子巻線と直列に配置することができます。これらの巻線が共通の始動抵抗に接続されている場合、2つのローターは始動中に同期されたままになります。 これは、始動時に2つのモーターを同期させる必要がある印刷機や跳ね橋に役立ちます。始動してローターが短絡すると、同期トルクは発生しません。始動時の抵抗が大きいほど、一対のモーターの同期トルクが高くなります。 始動抵抗を取り外しても、ローターが並列になっている場合、始動トルクはありません。ただし、かなりの同期トルクがあります。これは sels

隈取磁極誘導電動機 単相モーターに始動トルクを提供する簡単な方法は、主巻線に対して30°から60°で各極に短絡したターンを埋め込むことです。 （下の図）通常、ポールの3分の1は裸の銅ストラップで囲まれています。 これらのシェーディングコイルは、メインフィールドから30°から60°の間隔でタイムラグのある減衰フラックスを生成します。減衰されていない主成分とのこの遅れ磁束は、ローターを始動するための小さなトルクで回転磁界を生成します。 隈取磁極誘導モーター、（a）デュアルコイル設計、（b）小型シングルコイルバージョン 始動トルクが非常に低いため、隈取磁極モーターは50ワット

三相モーターは単相電源から運転することができます。ただし、自己起動しません。どちらの方向からでも手動で開始でき、数秒で速度が上がります。 1つの巻線が使用されていないため、3φの電力定格の2/3しか発生しません。 3-φモーターは1-φパワーで動作しますが、始動しません 単相モーターのシングルコイル 単相誘導モーターのシングルコイルは回転磁界を生成しませんが、0°および180°の電気で最大強度に達する脈動磁界を生成します。 単相固定子は、回転しない脈動磁場を生成します 別の見方は、単相電流によって励起されたシングルコイルが2つの逆回転磁界フェーザを生成し

巻きローター 誘導電動機には、かご形誘導電動機のような固定子がありますが、スリップリングとブラシを介して絶縁巻線を備えた回転子が引き出されています。 ただし、スリップリングには電力が供給されていません。それらの唯一の目的は、始動時に回転子巻線と直列に抵抗を配置できるようにすることです（下の図）。モーターが始動すると、この抵抗は短絡され、ローターは電気的にかご形三相座のように見えます。 巻線型ローター誘導モーター Q： なぜローターと直列に抵抗をかけるのですか？ A： かご形誘導電動機は、始動時に全負荷電流（FLC）の500％から1000％以上を消費します。これは小型

ほとんどのACモーターは誘導モーターです。誘導電動機は、その頑丈さとシンプルさから好まれています。実際、産業用モーターの90％は誘導モーターです。 ニコラテスラは1883年に多相誘導モーターの基本原理を考案し、1888年までに半馬力（400ワット）モデルを採用しました。テスラは製造権をジョージウェスティングハウスに65,000ドルで売却しました。 1hpまたは1kW）の産業用モーターは、多相誘導モーターです。 。多相とは、固定子に、対応するタイムシフトされた正弦波によって駆動される、モーターの極ごとに複数の異なる巻線が含まれていることを意味します。 実際には、これは2つまたは3つのフェー

ブラシレスDCモーターは、ソリッドステートパワー半導体を利用できる従来のブラシ付きDCモーターから開発されました。では、なぜACモーターの章でブラシレスDCモーターについて説明するのですか？ ブラシレスDCモーターは、AC同期モーターに似ています。主な違いは、同期モーターが正弦波の逆起電力を発生させることです 、ブラシレスDCモーターの長方形または台形の逆起電力と比較して。 どちらも固定子が回転磁界を生成し、磁気回転子にトルクを発生させます。 同期モーターは通常、大きなマルチキロワットサイズであり、多くの場合、電磁石ローターを備えています。真の同期モーターは、電力線周波数の約数であるシ

ステッピングモーターとサーボモーター ステッピングモーター 電気モーターの「デジタル」バージョンです。ローターは、従来のモーターのように連続的に回転するのではなく、コマンドに従って個別のステップで移動します。停止したが通電すると、ステッパー （ステッピングモーターの略）保持トルクで負荷を安定させます 。 過去20年間にステッピングモーターが広く受け入れられたのは、デジタル電子機器の台頭によるものです。最新のソリッドステートドライバーエレクトロニクスは、その成功の鍵でした。また、マイクロプロセッサはステッピングモーターのドライバー回路に簡単に接続できます。 アプリケーションに関しては、ステ

可変リラクタンスモーター は、拘束されていない鉄片が移動して、最小の磁気抵抗で磁束経路を完成させるという原理に基づいています。 、電気抵抗の磁気アナログ。 同期磁気抵抗 突極を備えた大型同期モーターの回転磁界がオフになった場合でも、同期トルクの10％または15％が発生します。これは、ローターの回転全体で磁気抵抗が変動するためです。大型の同期リラクタンスモーターの実用的なアプリケーションはありません。ただし、小さいサイズでは実用的です。 固定子スロットに対応する誘導電動機の無導体回転子にスロットが切り込まれている場合、同期リラクタンスモーター 結果。 誘導電動機として始動しますが、少量の同

同期モーターは、主要な力率で電力線に負荷をかけます。これは、誘導モーターやその他の誘導負荷によって引き起こされる、より一般的に発生する遅れ力率を相殺するのに役立つことがよくあります。 もともと、大型の産業用同期モーターは、誘導モーターの遅れ力率を補正するこの機能のために広く使用されるようになりました。 同期モーターの過度に刺激的な分野 この主要な力率は、機械的負荷を取り除き、過度に刺激することで誇張することができます。 同期モーターのフィールド。このようなデバイスは、同期コンデンサーとして知られています。 。さらに、電界励起を変化させることにより、主要な力率を調整できます。 これにより、

単相同期モーター 単相同期モーターは、計時、（クロック）、テーププレーヤーなどの正確なタイミングを必要とするアプリケーション向けに小型サイズで提供されています。電池式のクォーツ調整時計は広く入手可能ですが、ACラインで動作する種類の方が、数か月にわたって長期的な精度が高くなります。 これは、発電所のオペレーターがAC配電システムの周波数の長期的な精度を意図的に維持しているためです。それが数サイクル遅れると、ACの失われたサイクルを補うので、時計は時間を失うことはありません。 大型同期モーターと小型同期モーター 10馬力（10 kW）を超えると、より高い効率と主要な力率により、大型の同期モ

米国でエジソンがDC配電システムを導入した後、より経済的なACシステムへの段階的な移行が始まりました。照明はDCでもACでも同様に機能しました。 電気エネルギーの伝送は、交流でより低い損失でより長い距離をカバーしました。しかし、モーターは交流の問題でした。当初、ACモーターはDCモーターのように構成されていましたが、磁場の変化により多くの問題が発生しました。 AC電動機ファミリー図 Charles P. Steinmetzは、鉄製アーマチュアのヒステリシス損失の調査により、これらの問題の解決に貢献しました。ニコラ・テスラは、水や蒸気ではなく回転磁場によって回転する回転タ