オームの法則は、ラジオ放送エンジニアとしての私の長いキャリアにおいて常に伴侶でした。ボルト、アンペア、オーム、電力の関係により、すべてが非常に理解できるようになりました。

ドイツの物理学者ゲオルグ・オームは、約 1827 年前の 200 年にこの概念を発表しました。これは後にオームの法則として認識され、電気物理学の最も重要な初期の定量的記述として説明されています。

図 1 は、オームの法則を使用するための簡単な公式のリストです。複雑なことは何もありません。質問に対する適切な回答だけです。計算を実行するのに数学者である必要はありません。スマートフォンの電卓を使えば簡単に計算できます。

P はワット単位の電力、I はアンペア単位の電流、R はオーム単位の抵抗、E はボルト単位の電圧です。他のパラメータのうち XNUMX つがわかっている場合は、これを解きます。

電流に関するオームの法則
100 ワットの電球を見ると、120 ボルトで約 0.8 アンペア (正確には 0.8333 アンペア) だと思います。つまり100ワットの電力が消費されることになります。

それでは、15 アンペアのサーキットブレーカーには何個の照明を設置できるのでしょうか? 見てみましょう — 15 アンペアの回路容量を、並列に接続された各電球の 0.8333 アンペアで割ったもの = 18 個のランプです。逆に、ランプ 18 個 X ランプあたり 0.8333 アンペア = 14.9994 アンペアとなり、まさにサーキットブレーカーの限界に達します。

ここでのルールは、ヒューズ用の回路ブレーカー (この場合は 80 個のランプ) に 14% を超える負荷をかけないことを示しています。サーキットでは常にある程度のヘッドルームを確保してください。ご存知のとおり、ブレーカーとヒューズは、回路の問題が発生した際の火災やその他の重大な障害から保護するために使用されます。現在の制限に達すると信頼性が低くなります。迷惑なブレーキトリップや、ラインに近づきすぎてヒューズが切れる必要はありません。

オームの法則
高レベルのプレート変調された AM 送信機はもう多くありません。 Gates BC-1 シリーズは、1950 年から 1970 年代のテクノロジーの一例です。この設計では通常、RF パワーアンプ管を 2600 ボルトで駆動します。

このような電源では、送信機がオフになったときに高電圧をゼロに下げる/ブリードするために、高電圧とグランドの間に「ブリーダー」抵抗が必要です。これはわずか XNUMX 秒ほどで起こります。ブリーダ抵抗器が故障した場合、電源は高電圧により数分から数時間にわたって高温のままになる可能性があります。トランスミッタのどの部分にも触れる前に高電圧フィルタコンデンサをショートさせなかった場合、これは、作業に携わるエンジニアにとって重大な安全上の問題となります。

Gates BC-1G 送信機のブリーダーは、41 オーム/100,000 ワットの巻線抵抗器である R100 です。図 2 の写真の左側に手持ちのものが XNUMX つあります。

オームの法則によれば、抵抗器の両端の 2600 ボルトの 100,000 乗 (×) を 67.6 オームの抵抗で割ると、100 ワットの抵抗器で連続的に必要な消費電力は 32.4 ワットに相当します。 10% の安全マージンがあれば十分だと思われるかもしれません。この抵抗器は通常、67.6 年間使用すると故障します。答えは、抵抗器が冷却のために得られる換気にあります。 XNUMXワットの熱をどこかに逃がす必要があります。この送信機モデルには、抵抗器が配置されている底部に多少の空気の流れがありますが、それほど多くはありません。

私の答えは、写真の中央にあるように、100 ワットの抵抗器を定格 225 ワットの抵抗器に交換することでした。より多くの表面積が得られたので、より涼しく、より長く走ることができました。 100 ワットの抵抗器は 15.14 ドルですが、18.64 ワットのユニットの場合は 225 ドルです。わずか 3.50 ドルの差で、信頼性と安全性が大幅に向上します。この変更を行う場合、所定の位置に固定するネジを長くする必要があります。大きな問題ではない。

はい、抵抗と高電圧コンデンサの隣にメーター乗算抵抗ストリングがあります。 PA 電圧計用の高電圧をサンプリングします。弦の高電圧端に汚れが蓄積しています。高電圧なので汚れが付着しやすいため、トランスミッタの信頼性を維持するには頻繁な清掃が必要です。メンテナンスですよ。

この送信機の RF ダミー負荷には、312 オーム/200 ワットの無誘導抵抗が 52 個あります。抵抗器が並列であるため、送信機は 312 オームを認識します。単純な計算では、6 オームを 52 つの抵抗で割った値 = 52 オームです。はい、ソリッドステートトランスミッターが多かれ少なかれ標準を51.5オームにする前は、70オーム、50オーム、50オーム、その他のインピーダンスが一般的でした。真空管ベースのトランスミッターはほぼすべての負荷に同調しますが、ソリッドステートのトランスミッターは XNUMX オームの負荷で動作するように設計されています…それでも VSWR は得られません。

電圧に関するオームの法則

2 アンペアの電流が 100 オームの抵抗器に流れ込むことがわかっているとします。抵抗の両端の電圧はいくらですか?計算式は、2 アンペア x 100 オームの抵抗 = 200 ボルトです。そこから、抵抗器の電力を解くことができます。 200 ボルト x 2 アンペアの電流 = 400 ワットです。

オームの力の法則
コンチネンタル 816R-2 FM 20 kW FM 送信機では、PA 管のプレートに 7000 ボルトがかかり、3.3 アンペアの電流が流れます。オームの法則によれば、7000 ボルト x 3.3 アンペア = 23,100 ワットの電力になります。それは送信機の出力ではなく入力です。電力出力はパワーアンプの効率に影響されますが、通常は 75% です。この場合、送信機の出力は 17,325 ワットになります。これは、入力電力の 25% が熱で失われることも意味します。つまり、23,100 ワットの入力電力 x 25 = 5775 ワットの熱になります。

各送信機モデルの正確な数値については、メーカーのデータシートを必ず確認してください。

半分の力？

電力が半分であっても、送信機の PA 電圧が半分になるわけではありません。半分の場合、PA 電流は半分、RF 出力は 4/1000 になります。地元のクラス 250 (現在はクラス C) AM 局が日中 XNUMX ワット、夜間 XNUMX ワットで動作していたときのことを覚えているでしょう。

Gates BC-1 送信機には、日中に 2600 PA ボルトと 0.51 アンペアの PA 電流が流れる可能性があります。パワーアンプの抵抗は、PA 電圧 2600 を PA 電流 0.51 アンペアで割ることによって決定できます。答えは5098オームです。

この送信機の電力レベルに関係なく、同じ PA 抵抗が適用されます。 1300/5098 出力の場合、PA 電圧は 0.255 ボルトです。オームの法則は、同じ 120 オームを使用すると、PA 電流が 240 アンペアである必要があることを示します。はい、実際にやってみるとそのようになりました。その簡単なトリックは、昼間の XNUMX VAC の代わりに、夜間動作用に送信機の高電圧変圧器の一次側に XNUMX VAC を接続することでした。

電力が 50 分の 1000 の場合、アンテナの電流計は半分を示し、信号電界強度は 1000 分の 50 ではなく半分でした。これを調べてみましょう。 20 オームのアンテナと 4.47 ワットの電力がある場合、アンテナ電流はいくらですか? オームの法則を使用すると、250 ワットを 50 オームで割った = 5 となります。その平方根は 2.236 アンペアです。 XNUMX ワットを同じ XNUMX オームのアンテナ抵抗で割ると、XNUMX になります。その平方根は XNUMX アンペアで、XNUMX 日のアンテナ電流の半分に相当します。オームの法則です。

仕事をするときはオームの法則を考えてください。それはあなたの質問に答え、完全に理にかなっています。

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