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『科学談話室』の話題より | ||
| [danwa:1093] バッテリーの交換 | |
| Date: Sun, 12 Jun 2005 13:23:36 | From: ころたん |
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皆さんこんにちは。ころたんです。 かなり昔のことですが、ある会社から電気の面白い実用問題をいくつか考えてほしいとたのまれたことがあります。 その１つが次です。 学生さんに答えていただきたく思います。 バッテリーが１０台直列に接続されて防犯機器の電源を構成しています。 そのうちの１台が弱ってきたので交換の必要があります。 しかし電気を停止させることは出来ません。 でも防犯機器はバッテリー９台直列でもとりあえず作動します。 完全に不良になったわけではないので短絡（ショート）は危険ですから出来ません。 バッテリーの会社は弱ったバッテリーを持参しないと新バッテリーを出してくれません。 つまり１台を並列に接続してから外すことは不可能という設定です。 作業者はなんら問題なく終了しました。 どうやったのでしょうか？ | |
| [danwa:1094] Re: バッテリーの交換 | |
| Date: Sun, 12 Jun 2005 19:52:48 | From: 山口 |
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学生ではありませんが、老化防止に参加させて下さい。 学生実験に用いる二つの道具を使っても良いのでしょうか？ | |
| [danwa:1097] Re: バッテリーの交換 | |
| Date: Sun, 12 Jun 2005 21:25:25 | From: ころたん |
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こんばんは、ころたんです。 はい、普通の工具等と指２本で軽く持てる程度の部品は使用してください。 | |
| [danwa:1098] Re: バッテリーの交換 | |
| Date: Sun, 12 Jun 2005 23:50:36 | From: 山口 |
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答えが分った気がします。 学生さんのお邪魔をしては悪いので6/15に私の答えを出します。 お恥ずかしい話しですが、「学生実験に用いる二つの道具を使っても良いのでしょか？」とは答えと全く違う事を考えていました。 私の最初の案は交換するバッテリー、に可変抵抗と電流計を直列につないだ回路を、並列につなぎ、可変抵抗を徐々にさげ電流が元の電流と同じになった時、バッテリーを外す事でした。 この方法だとバッテリーを外した瞬間抵抗が増えるので再度可変抵抗を調節し電流を合わせる必要があります。 これで良いのかと内心思っていました。 「普通の工具等と指２本で軽く持てる程度の部品は使用してください」を見て誤りと分り問題文を再読して回答に至りました。 論理的な考察方法ですがいかに頭の固いかを痛感しました。 偶然「2」は同じだったので恥を晒す事は無かったのですが、一つ賢くなった代償として告白します。 今後も新しい問題を期待します。 | |
| [danwa:1104] Re: バッテリーの交換 | |
| Date: Wed, 15 Jun 2005 00:38:57 | From: 浦田 |
| 浦田です、太陽電池でバッテリ４個に充電し交流１００V（１．５ｋｗ）に昇圧して独立系で使っています。 バッテリ電圧が下がると自動で系統に切り替わるので設問のようなことをやったことがありません。 学生ではないのですが、ヒントください。複数の太陽電池を直列に接続する場合、一つが日陰になってもそれをバイパスするようにある半導体を使いますが、それとは全く違う方法ですか？ |
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| [danwa:1106] Re: バッテリーの交換 | |
| Date: Wed, 15 Jun 2005 06:25:41 | From: ころたん |
| 皆さん、おはようございます。ころたんです。 [dannwa1104]浦田さん正解です。 昔は太陽電池はとても高価で低効率でほとんど民間にでることは小さな品を除いて少 ないでした。 近年よい太陽電池がでてきたのを見て接続に同じ原理を使用しているね、と思ったも のです。 |
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| [danwa:1107] Re: バッテリーの交換 | |
| Date: Wed, 15 Jun 2005 09:38:43 | From: 山口 |
| ころたんさん、お早うございます。浦田様の回答を拝見しました。浦田様の回答を拝見して、昔電気分解など整流の経験がある私が、一方向のみ電流を流す半導体の存在を何故思いつかなかったのか！ 恥かしい思いで一杯です。電流の逆流を防ぐ為、抵抗しか思いつかず、その抵抗の為バッテリーの出力が9個分より少なくなる事に頭を悩ませていました。やはり、頭が老化しているのですね！議論に参加させて頂いた事に感謝しています。 正解が出た現在、90点以下（60点の合格を頂けると嬉しいのですが）の答案を出すのは気がひけるのですが、恥のかきついでに提出します。 両端に鰐口がついた導線を2本用意します。バッテリーが （A,B)(CD)(EF)(GH)・・・・の順に接続されているとし、（CD)を交換するとします。導線の1本目をＢに、2本目をＤに接続する。この状態では導線の両端は開放されているので電気は流れない。次の1本目の導線をE,2本目の導線をＧに同時に接続し、素早くD-Eを切断する。この状態では(CD)(EF)は並列に接続されているので（ＣＤ）は外せる という答えでした。 この答えの問題点は （1）D-Eを素早く切断する と言う定量的でない表現は技術者（科学者）は使ってはいけないからです。（同時という言葉は技術的にも可能なので使って良いと思います。）このような曖昧な表現を用いた場合、切断までの短時間に何が起こるか検討せねばなりません。電池の起電力をE 内部抵抗をr、負荷の抵抗をＲとして色々試算したのですが(その試算も正しいかどうかは不明)、場所によって異なるのでこの答えは正解ではないと思っていました。 （2）この方法だと最後のバッテリーの交換が出来ません。-10点はこの為です。 数学の世界では論旨に一部でも誤りがあれば0点です。しかし、技術の世界ではある程度の実用性があれば評価されます。D-Eを素早く切断する というのは実際には可能なので甘いかも知れませんが60点の採点を期待しています。 |
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| [danwa:1113] Re: バッテリーの交換 | |
| Date: Thu, 16 Jun 2005 23:42:08 | From: Ando S. |
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Ando S.です。
山口さん、申し訳ないですが、これは事故発生です。 [danwa:1107]山口さん； > 両端に鰐口がついた導線を2本用意します。バッテリーが >（A,B)(CD)(EF)(GH)・・・・の順に接続されているとし、（CD)を交換す > るとします。導線の1本目をＢに、2本目をＤに接続する。この状態では導 > 線の両端は開放されているので電気は流れない。次の1本目の導線をE,2本 > 目の導線をＧに同時に接続し、素早くD-Eを切断する。この状態では > (CD)(EF)は並列に接続されているので（ＣＤ）は外せる という答えでし > た。 1本目の導線で（Cとつながっている)Bと（Dとつながっている)Eが接続され たとき、CとDが接続されます。ショートです。 [danwa:1107]山口さん； >切断までの短時間に何が起こるか検討せねばなりません。 検討するまでもありません。先述しましたように、CDがショートするので す。 ころたんさんの設問では、ショートは絶対に許されないのです。それは、無 限に短い時間であってもです。これがこの設問のポイントなのです。論点 をしっかり理解してください。 | |
| [danwa:1115] Re: バッテリーの交換 | |
| Date: Fri, 17 Jun 2005 07:52:26 | From: ころたん |
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おはようございます。ころたんです。 Ｕｒａｔａさん、ＡｎｄｏＳさん、山口さん、ありがとうございました。 山口さん御気持ちはわかります。しかし技術のスペシャリストが依頼されて行動するときは９０点ではなく９８から９９点を考えます。（１００点はありえないとして） 現在はＰＬ法の時代で安全管理は特に重要です。技術は広く深く正確にが要求されます。またプロの誇りとしてわずかな傷がついたボルトも交換、そしてＬＳＩのハンダ付けも美的にしたいです。 | |
| ・・・さて、この先 話はどうなるのか？お楽しみに！・・・ | |
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