ＡＣアダプターの出力電流

Question

小型の照明が欲しく、小型の懐中電灯（単３×２本）と、３ＶのＡＣアダプターをつないだところ、最初は点いたのですが、すぐに消えてしまいました。配線等を確認したところ問題ないので、ＡＣアダプターの出力を確認したところ、３Ｖのはずが、７Ｖ出力されていました。また、電球も切れていました。
ＡＣアダプターを購入した電気屋にその旨伝えたところ、５００ｍＡ以上流れると壊れるといわれました。パッケージを確認すると、確かに出力電流５００ｍＡと書いてあります。予備の電球の抵抗を測定したところ、０．６Ωで、計算上、３Ｖつなげば、電流５Ａとなりますが、そういうものでしょうか？（電球ですので、点灯時は、フィラメントの抵抗がかなり変わると思われますが、電流計がないので点灯時の実電流が測定できません）
ちなみに、ＡＣアダプターは、￥１０００程度の安物です。
抵抗の小さい負荷をつないだとき、定格電流以上の電流が流れて、それが原因でＡＣアダプターが壊れ、その結果７Ｖが出力される！こんなことは、あり得るのでしょうか？

とりあえず、代わりの電源として、ＳＷ式２ＡのＡＣアダプターがありますが、これなら大丈夫でしょうか？（手持ちの在庫品に新品の物がありましたので、出来たらこれを使いたいのですが、パッケージには「スイッチング式」と「２Ａ」の表記があります）

Accepted Answer

アダプターがスイッチング電源方式でなく　従来の　トランス＋整流＋平滑　のみの　ＡＣアダプターですと無負荷時の電圧が高いものがありますね。
一般の機器は　設計時に計算をされているでしょうし　機器に入ってから安定化電源がありそこで安定化されるため問題にはならないものです。

一時的な負荷が原因で電流が流れすぎて電圧が上がってしまうことは考えにくいと思います。
抵抗計測で　０．６Ωと書かれていますが　６Ｖの電球でも２Ωくらいですがその電球の抵抗は３Ｖ用としても低めですね。
抵抗は変化するのでその変化量にフィラメントが耐えられれば良い話しですが、電圧自体が３Ｖ用に７Ｖがかかるのは　突入電流と常時電流　どちらも厳しいと思います。

一般には　使う側で　電球という抵抗変化が非常に大きなものを負荷にする場合は無負荷電圧と点灯時の常時電流の確認をまずします。
比較対象は　今回の場合　電池使用の場合の電流値です。
電流計が無い場合は　低抵抗を直列に入れて電圧計で電圧降下を計測して電流を算出する計算をすれば良いでしょう。

手順
・単３電池２本で点灯したときの電流を計測し計算で電球の抵抗を求める。
・無負荷時のＡＣアダプター出力電圧を計測する。
・その電圧が電球にかかったときの常時電流を計算で想定する。
・電圧が高すぎ　電球の想定する電力を越えるなら　電池使用時の電流になるような低抵抗を電力計算して余裕のあるものを直列に入れる。　
または３Ｖ出力の定電圧回路を入れる。

そのアダプターを使われる場合は　以上のようにすれば電池と常時電流が同等になるため突入電流でも切れなくなります。

別の考え方をすれば電球で悩むよりもＬＥＤ化したほうが良いような気もします。

参考になれば幸いです。

Answer

ＳＷ式２ＡのＡＣアダプター なら出力電圧の変化にも定格電流内なら追従すると思いますので問題ないと思います。

機会があれば　その懐中電灯をＬＥＤ式にしてみるのも勉強になると思います。　ＬＥＤの規格を調べて　簡易型なら定電流ダイオードをえらび直列に配線をするだけです。
明るさを求める場合は　スイッチング式にしてパルス点灯の定格に合わせればＯＫです。

Answer

白熱電球に使っているタングステンの抵抗率は，温度（摂氏）に対して以下のような関係です。（電気材料便覧データ）
T[℃]	rho[10^-6Ωcm]
27	5.65
727	24.3
1227	39.8
1727	56.3
2227	73.5
2727	91.5

白熱電球の点灯時のフィラメント温度は2000℃以上になりますから，常温でテスターで測った抵抗値よりも，実際の動作抵抗は１０倍以上になります。実際に測ったら０，６Ωでびっくりとおもいますが，明るく点灯しているときは６Ω以上になっていると思います。３Ｖ÷６Ω＝０．５Ａの計算になり，ＡＣアダプターの定格電流にちょうどぴったりですね。

無負荷電圧が高くなることは，既に回答ありますが，定格電流が流れた状態では，定格出力電圧付近に落ち着くことと思います。

では，なぜ電球が切れてしまったのでしょうか？ＡＣアダプターには，直流電圧のリップルを抑えるために平滑コンデンサが接続されています。無負荷電圧まで充電されたコンデンサが，冷たい状態のフィラメントに接続されると大きな突入電流が流れます。これが原因で電球のフィラメントが切れてしまったようにも想像できます。

ＡＣアダプタを分解して，平滑コンデンサを取り去ってしまうことで問題解決できるかもしれません。（自己責任ですが・・・）

結果のみを急がずに，もう少し原因系も知ることも有効かもしれません。
ＡＣアダプターで点灯したときに，幾らも時間がたたないうちに「フィラメントが切れてしまった」のでしょうか？そのときは，電池で点灯したときより明るく輝いていたでしょうか？大して明るくなくなかったが，電池とＡＣアダプターの点灯を切り替えているといに切れたのでしょうか？電球が切れたのではなく，ＡＣアダプターが出力しなくなったのでしょうか。ＳＷ電源式のアダプターでは，保護回路がついていて，電球の突入電流で保護回路が働いて出力を停めてしまうことも考えられます。この場合は，しばらくコンセントからはずして再トライすれば，復活しているはずです。

電球の定格電圧：懐中電灯の電池２個用のものは２．５Ｖですね。しばらく思い起こしたことなかったのですが，昔の記憶を思い出しました。
この電球に３Ｖかければ，過電圧状態での点灯です。白熱電球の寿命は点灯電圧の１３乗に反比例するといわれていますから，２．５Ｖ定格に３Ｖを印加すれば寿命は１／１１程度に縮まります。豆電球の仕様（下記URL)を見ると，定格寿命は１０時間とあるので，３Ｖ点灯では１時間も保たないとしても当然のようです。実際に点灯時にかかっている電圧が３．４Ｖ程度とすると，１０分少々で切れてしまうことになります。
切れた原因は，突入電流ではなく，定常状態の過電圧が一番疑わしいと思います。直列に抵抗を入れて電圧を下げれば，もっと長時間保たせることができると思います。

http://saturn.tlt.co.jp/product/servlet/getpdf/2/00004529/TUFNMi41VjAuM0FHMTFFMTBL/MAM2.5V0.3AG11E10K_d.pdf

Answer

安定化回路の入っていないアダプターなら無負荷ではそのくらいの電圧が出ます
豆電球をつないだ瞬間にその電圧で切れてしまったのでしょうね

教科書通りというか、模範解答としては回答１ですね
でも電気を食わせたりするのも手ですが、今の時代、折角のエネルギーを熱にして捨ててしまうのは勿体無いです

電球である必然性が無ければ回答１にあるようにLED化するのがよさそうな気がします
（自分ならLEDにしちゃいます）

ＡＣアダプターの出力電流に関する問題