直流電源装置の内部抵抗について

Question

直流電源装置の電圧降下問題について調べているのですが、電気については素人のため疑問があります。

直流電源装置に抵抗Ｒを接続すると、内部抵抗ｒにより端子電圧Ｖの降下が起こるようですが、
端子電圧Ｖは電流が大きくなるほど低下するため、
内部抵抗の小さい直流電源装置を用いれば、端子電圧の降下を抑制できるのではないかと理解していますが、これは合っているのでしょうか？

「Ｖ＝Ｅ－ｒＩ」

またどのような直流電源装置が内部抵抗ｒが小さくなるのでしょうか？
例えば、定格電流が大きい直流電源装置であるほど内部抵抗は小さいのでしょうか？

もう一点質問ですが、
直流電源装置に接続した抵抗Ｒが同じであった場合、定格電流が大きいほど流れる電流が大きくなるということはあるのでしょうか？

今社内で、抵抗が同じであっても、定格電流が大きければ大きいほど電源装置のパワーが強いので電流は大きくなると言われているのですが、オームの法則と矛盾しているので疑問を感じています。

ご意見を頂ければ幸いです。

Accepted Answer

＞定格電流が大きい直流電源装置であるほど内部抵抗は小さいのでしょうか？

出力電圧を調整する機能がなく、制御機能のない一定電圧を出力するだけの
電源装置の場合は定格電流が大きいほど内部抵抗が小さいことが一般的です。

出力電圧を調整する機能があり、出力電圧を検出して、その値を一定化制御
するような構成の電源装置の場合、定格電流が小さくても、定格電流以下の
出力電流で使用する場合は、見かけの内部抵抗をごく小さな値とすることが
できます。

出力電圧を一定化制御する機能が有効な電流領域と、それを超過する電流
領域では、見かけの内部抵抗が大きく異なりますので、内部抵抗路一定と考
えるとオームの法則に矛盾するような挙動が生じると思います。
定格電流以上の電流が流れないようにする“過電流保護機能”がついている
直流電源装置の場合、上記の現象が明確に現れます。

この説明で理解しにくいこともあろうかと思います。その際は、実際に
ののような状況でオームの法則が成り立っていない状況なのか、具体的な
負荷、電圧、電流値などを記載して追加質問して下さるようにお願いします。

タイプミスを修正させて下さい。

ののような状況　→　どのような状況

Answer

> 直流電源装置に接続した抵抗Ｒが同じであった場合、定格電流が大きいほど流れる電流が大きくなるということはあるのでしょうか？

一昔前のACアダプタや自作電源などの「非安定化」直流電源であれば
定格電圧というのは定格電流を流した時の端子間電圧を指します。
このタイプは低負荷使用だと端子間電圧が定格電圧よりも高くなります。

このため、同一の抵抗値のものに接続した場合、定格電流の大きなものの方が
端子間電圧が高くなってしまい、電流が大きくなるということはあり得ます。
(当然、オームの法則には従います。)

社内で主張している方は昔の非安定化電源を使っていたときの経験で言っているのだろうと推測します。

「安定化」直流電源であれば定格範囲内であればオームの法則に従います。
この場合は定格電流の大小よりも「ロードレギュレーション」の精度が
重要になります。
「安定化」直流電源でも定格電流越えの仕様の場合、定格電流の大きなものの方が電圧低下の発生量が少なく、大電流となるというのはあり得ます。

Answer

こんにちは。
基本的な考えは大体あっています。
ただし、
>直流電源装置に接続した抵抗Ｒが同じであった場合、定格電流が大きいほど
>流れる電流が大きくなるということはあるのでしょうか？
に関しては間違っています。
オームの法則は絶対です。基本です。
他の方がおっしゃっておりますが、定電流電源であれば変わってきます。
定電圧電源と考えると、定格電流がいくら大きくても流れる電流は抵抗によって決まりますので、「同じ電圧・同じ抵抗値」であれば同じ電流が流れます。
一点確認ですが、電流飽和状態で使ってることはありませんよね。この状態だと、定格が低いものと定格が大きいものでは変わってきます。ないとは思いますが。

Answer

一般市販のスイッチング電源の内部抵抗は事実上ゼロΩです
実際には内部抵抗は存在しますが、内部で勝手にゼロに補正しちゃってます
つまり、見かけ上の電圧降下はゼロです

例えばＤＣ２４Ｖ出力の電源とする
負荷を接続して電圧が２３．０Ｖに下がったとする
内部のフィードバック回路により電圧が下がった事を検出して２４．０Ｖまで上昇させます
負荷を切り離した時、このままでは２５Ｖになってしまいます
それで、今度は２４Ｖまで電圧を下げます
http://www.tdk.co.jp/techmag/power/200807/index.htm
https://www.kikusui.co.jp/knowledgeplaza/?d=powersupply2

＞今社内で、抵抗が同じであっても、定格電流が大きければ大きいほど電源装置のパワーが強いので電流は大きくなると言われているのですが
これは間違いです
定格電圧２４Ｖ、定格電流１００Ａの定電圧電源があったとする
これに２４Ωの抵抗を付けたら流れる電流は１Ａです　＜オームの法則そのまんま

これが定電流電源１０Ａ、３ｋｗの電源だと様子が違ってくるが
２４Ωｘ１０Ａ＝２４０Ｖ　　　＜強引に１０Ａ流れるまで電圧を勝手に上げる

↓みたいな電源の事です
http://www.kikusui.co.jp/catalog/?model=pbz&p=3
CV:Cconstant Voltage　　定電圧　　＜普通の安定化電源です
CC:Cconstant Ccurrent　 定電流　　＜普通ではない電源です（価格が普通じゃあない）

Answer

殆どそれで合ってます。

しかし今は単純な電源は電池と産業用大電流装置などむしろ少数派。

電池を使う懐中電灯でも、電池が弱って電圧が下がり電流も下がり暗くなって使いにくい欠点をカバーするため一定電圧に上げる回路を持つものが多い。電池のパワーは増えず電圧を保ち最後まで絞りだすだけ。

その機能を定電圧回路と称します。
パソコンのスイッチング電源もそれだし上例のようにあらゆる場面で使われる。

入力電圧の変動にたいして出力電圧を一定に保とうとするし、出力側の負荷抵抗の変化でも（電流が増減しても）電圧を一定に保とうとするからｒはゼロと考えられる。
但し電流の制限を設けないと負荷抵抗を極小、甚だしきはショートしたときに大電流がながれてしまう。

直流が必要なメッキ用とか。電圧低いが大電流。
　　http://www.sansha.co.jp/user_data/packages/default/img/sansha/products/powersupply/pdf/130710-7-JE-1307.pdf

15V10000A

古い工場にあるのはトランスで交流を降圧し整流するだけだが、ここにあるのは制御がかかってるみたいです。

直流電源装置の内部抵抗について