コンデンサの容量を変えてみる

また AC100VでLED ネタです。


いろんな容量のコンデンサが手に入ったので、
コンデンサの容量を変えて電流値を測ってみた。
(交流なので実効値です。電源周波数は50Hz。)

C[uF]　電流[mA]
0.33　　8.7
0.47　　11.8
0.68　　17.9
1.00　　24.9

コンデンサのインピーダンスから単純に計算すると、

電流値 = 電源電圧 × 2 × π × 電源周波数 × コンデンサの容量

ですが、実際にはその80～85%ぐらいになるようです。
ちなみに、LEDでの電圧降下はコンデンサの電圧降下に比べて十分小さいので、
LEDを変えても電流値はほとんど変わりません。
複数のLEDを(直列に)入れたりしても大丈夫です。



↑今回使ったコンデンサたち。耐圧250Vだと結構でかい。
左から、0.33uF, 0.47uF, 0.68uF, 1.0uF, 2.2uF。
(2.2uFは、50mA以上流れそうなので除外しました。)

AC100Vから5Vを作れなかった原因

100VでLEDを点灯させる実験はうまくいったものの、
ついでに思いついた5Vの電源として使おうという試みは見事に失敗。
その原因は、非常に初歩的なものでした。



初歩的なミスその1:
負荷が200Ωのときに5V出なかったのは、単に負荷抵抗が小さすぎるからです。
単純に計算して、負荷が200Ωだと、5V出すには25mA必要です。
78L05はできる限りの電流を流そうとしていたはずですが、
なにぶん入力からは12mAしか来ないので、必要な量に全然足りません。
だから5Vなんて出るわけがないのです。
この時点ですでに初歩的なミスその1を犯していたのでした。

初歩的なミスその2:
電流が少ないからといって甘く見ていました。
なにしろ相手はAC100V。
トランスで電圧を落としてるわけじゃないので、
整流してコンデンサにためたらどんどん電圧が上がっていきます。
当たり前ですね。。
出力端子をオープンにした78L05ではあんまり電流が流れないので、
470uFはどんどん充電され、やがて35Vもの電圧に達しました。
もちろんこのとき、78L05ががんばって電力を熱に変えていたので、
これ以上に電圧が上がらなかったわけです。
最近のコンデンサは爆発しないようにできてるそうですが、
それでも危険な状態になっていたことは確かです。

このように、予想通り、レギュレータの使い方が間違いまくってました。。
なんでもかんでも78L05を使えば良いというものじゃない、
ということがよく分かったのでした。

AC100VでLED

AC100VでLEDを点灯させる実験をしてみました。
トランスを使わずコンデンサで電圧を落とす方法です。
定数は手持ちの部品の中で適当に決めました。

いくら簡単な回路とはいえ、AC100Vを扱うのは正直ビビります。
というのも子供の頃にイタズラして本当にビビッと感電したから、
というのは置いといて、とにかくやってみたら、あっさり点灯してくれました。

最初はブレッドボードにAC100Vをかけるのもちょっと心配だったのですが、
別に、部品が発熱するとか変な音がするとかいうこともなくて、
テスタで測ってみて、やっとそれなりの電圧だと分かるだけです。
でも金属部分に手で触ってみたいとは絶対に思いません。。。

せっかくなので他の回路も試してみました。
ダイオードブリッジで整流して1個のLEDを点灯させます。

パルスの数が2倍になるので当然明るくなりますが、
2倍明るいのかどうかはよく分かりません。
回路に流れる電流はさっきの回路と変わらず、約12mA程度。
トータルではLEDで消費する電力は変わってないので、
たぶん明るさもほぼ同じなんでしょう。
ちなみにVfの違うLEDに変えても、電流値はあんまり変わらないようです。

調子に乗って、こんなことも考えてみました。
トランスを使わずにDC5Vが取れるのでは、と。

出力に適当な負荷(200Ω)をつないで電圧を測ってみたら、2.5V。
ぜんぜんだめです。78L05の入力側で3.5Vぐらいしかないし。
そこで、(なんかヤバそうな気がするけど)出力をオープンにしてみたら...
きましたよ。
78L05が非常に熱いです。
入力側が35V(!)とかになってます。
結局、まともに5Vを取ることはできませんでした。

そもそもコンデンサの容量が小さすぎるんじゃないかという気はしていますが、
あいにく手元には(耐圧250V以上で)0.47uより大きいのがありません。
もっと大きいので試してみたら違う結果になるのかもしれません。
ていうか、レギュレータICの使い方として、こんなんでいいんでしょうか?
2uFとツェナーダイオードを使って5Vを作る回路を参考にして、
再度挑戦してみることにします。

(2008/04/19) 失敗の原因が分かりました。

(2011/04/16) 関連記事もどうぞ。

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