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ミニ四駆を速くする方法とは？
たくさんありますよね。
パワソ、抵抗抜き、小径ペラタイヤ。
しかし実はもっとも重要なことがあまり語られていません。
それが「低抵抗化」です。
ていていこうか、と読みます。
抵抗抜き？そんなんやっとるわ！
となりそうですが、接触抵抗ではなく、今回語るのは電気抵抗のことです。
オームの法則って聞いたことありますよね。
電圧は電流かける抵抗、ってやつです。
ミニ四駆の電気抵抗を低くする、抵抵抗化するとどうなるか？
電圧は電池2本で3Vくらい。
3Vで、抵抗が1Ωあった場合、電流は？
3V=1Ω x 電流、つまり3Aです。
じゃ抵抗が0.5Ωだったら…？
3V=0.5Ω x 電流、つまり6Aです。
抵抗が低ければ低いほど、電流多く流れる、ということですね。
ではミニ四駆の電池とモーターで考えてみます。
合わせてアルカリとニッケル水素のネオチャンと比較していきます。
まず両軸のハイパーとマッハの消費電流は以下の通り。
消費電力：
HDP：1600〜3000mA
MDP：2400〜3000mA
ので、最大出力する場合を3Aと仮定します。
アルカリは電圧が1.5V後半くらいあるので1.6Vとし、ネオチャンは会場持ち込み時1.4Vくらいになるので1.4Vに。
次に抵抗、と行きたいのですが、その前に内部抵抗と電圧降下の話があってややこしいわけです。
解説してみますね。
内部抵抗はアルカリの場合、変動も大きく単純ではないのですが、200m〜500mΩとかになります。
なので200mΩとします。
ネオチャンは育成や試用期間で変わりますが20m〜100mΩくらいです。
うちで慣らした直後のパワチャンが50mΩくらいなのでこの値で計算します。
電圧と電流、内部抵抗がわかると電池の端子電圧がわかります。
端子電圧=起電力ー(内部抵抗x電流)
起電力は理論上の電圧で、内部抵抗x電流の結果が電圧降下の電圧となり、内部抵抗が大きくなればなるほど、スイッチが入った(通電した)ときの電圧、端子電圧が下がります。
ネオチャンは内部抵抗が低いので、端子電圧：2.5Vあるのですが、アルカリは2Vとなってしまいます。
アルカリが遅い理由はここにあります。
内部抵抗が大きすぎて端子電圧、動作時の電圧が低いのです。
端子電圧がわかると、ミニ四駆の回路全体の抵抗がわかります。
正確にいうと、3A出すためには、何Ωまでに抵抗を抑えるべきか、がわかります。
ネオチャンは0.83Ω、アルカリは0.67Ωとなり、アルカリで3Aを流すためには抵抗値をかなり抑えなければなりません。
逆を言うと、ミニ四駆回路が持つ抵抗を極限まで下げれば、アルカリでも速いマシンができる、ということです。
ざっと表にしてみます。
アルカリ：900mAh？(正確には測れない)
欲しい電流：3A
電圧：3.2V(1.6Vx2)
内部抵抗：0.4Ω(200mΩx2本)
端子電圧：2.0V(3.2V-(0.4Ωx3A))
目指す抵抗：0.67Ω(2V/3A)
ネオチャン：1100mAh前後
欲しい電流：3A
電圧：2.8V(1.4Vx2)
内部抵抗：0.1Ω(50mΩx2本)
端子電圧：2.5V(2.8V-(0.1Ωx3A))
目指す抵抗：0.83Ω(2.5V/3A)
こう見るだけで、アルカリで速く走らせることの難しさがわかると思います。
ここまで説明してやっと本題に入れますw
長くなったので次回！
ではでは。 |
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