2021年9月18日 (土)

ココログ・ピックアップコーナーで紹介されました

20210918cocolog

ココログポータルサイトのトップページには,ココログ内にあるブログが毎日2つずつ紹介される「ピックアップコーナー」ってのがあります。
なんと,そこで僕のブログが紹介されています。
今日1日だけのことだし,これでアクセス数が激増するわけではないだろうけど,まあとりあえず記念に書いておきます(^^)

| |

2021年4月 9日 (金)

RLC直列回路 電圧の位相差を検流計で見る

20201021-125426

RLC直列回路に交流電源をつなぐと,各素子にかかる電圧の位相は下図のようにズレています。

Cci20160113_0001

この電圧の変化を電圧計(検流計に倍率器を入れて電圧計として使用する)の針の振れで見ることができます。
回路図は下図のようにします。
Rlc

5.6mHのコイルは手に入りにくいかもしれません。そういう場合は,高校の物理教室に必ずある500Tのコイルをロの字型鉄心に入れて,下図のように配線します。
Rlc2

電源は秋月電子で売ってる低周波発振器を使います。

20201021-125517

1Hzの正弦波で電圧は10Vにします。
そうすると,下図のように電圧計(倍率器を入れた検流計)の針がπ/2ずつズレて振れます。
電圧計はL,R,Cの順に並べたほうが位相差π/2が分かりやすいでしょう。
Photo_20210409143501

交流回路に苦手意識を持っている高校生は多いのですが,これを見せてやると「ほんとに位相がズレてるんだ~」と感動してくれますよ。

| |

2021年4月 8日 (木)

Arduinoで作ろう(52) 磁気センサと電磁石を使って空中浮遊(2)

202104081

 一昨年,Arduinoで作ろう(22)秋月のホールセンサを使って「空中浮遊」をやってみましたが,智恵さんのWebサイトに刺激され,ホールセンサを別のものに取り換えてみたところ,70g程度の質量のモノを浮かせるようになりました。
Amazonで買った UGN3503 というホールセンサで,503 341という刻印があります。智恵さんがお使いになったものとは型番が少し異なるようです。
503341

 回路は以前のものと同じで,プログラムは智恵さんのプログラムを真似てanalogReadを高速化してみました。これでかなり安定して浮かせることができるようになりました。また,電磁石(コイルを巻いてあるボルト)は低反発ウレタンをはさんで,ゆる~く ぶら下げてあります。
電磁石を駆動するために使っているTA7291Pはかなり発熱するのでヒートシンクを取り付けました。202104082

L298Nを使ったらもう少しパワーアップするのかな? またそのうち挑戦してみます。

| |

2020年10月18日 (日)

格安オシロスコープで遊ぶ (5)  LC回路で電気振動

202010171

 どこの高校の物理教室にもある500巻きのコイルをコの字型鉄心に入れて(LCRメータを使って実測したら70mHありました)100μFの電解コンデンサを並列につなぎ,LC回路の電気振動をやってみました。

202010174  
 3ボルトでコンデンサを充電しておいて左のスイッチを切り,右のスイッチを入れてやります。
オシロのトリガモードは,NORMALかSINGLEにして,トリガレベルは0ボルトからちょっとだけ上へ上げてやります(0.4ボルトくらいにしました)。

202010172

 もちろん すぐに減衰しますが, 6~7回くらいは振動するので,授業で見せるくらいなら これで十分でしょう。

この電気振動の周期Tの計算をやってみましょう。20201017image1

 ちなみに,今回の実験で使ったコイルのL=70mH,コンデンサのC=100μFを代入して周期Tを計算してやると,T=17msとなりました。上のオシロ画面の時間軸は1目盛10msですから,大体うまくいってることが分かりますね ♪

ついでに,エネルギー保存の式を作っておきましょう。
20201019image2

  

| |

2020年10月16日 (金)

格安オシロスコープで遊ぶ (4)  コイルの自己誘導

20201016_1

 発振器で作った矩形波をコイルに入力して,コイルに生じる誘導起電力を測定してみました。
202010161

回路はこんな感じ。
 12mHのコイルは,電子パーツ屋で買ったチョークコイルです。いつ買ったのか記憶がありませんが,将来使うかもしれないモノは「とりあえず買っておく」癖がついているものでね(笑)

20201016_2  発振器でこういう矩形波を作って上の回路につなぎます。この発振器は,高い周波数にすると ちょっとノイズが乗りますね。

コイルの両端の電位差(誘導起電力)を測定すると,こんな ↓ 感じ。
20201016_3 高校物理の教科書によく載ってるやつですね。

 この曲線も指数関数で,前回と同じようなやり方で計算すると式が作れますからやってみましょう。まずは,Eボルトの直流電源につないだ直後。
20201016image1

お次は,電源が0ボルトになった直後。
20201016image2

| |

2020年10月13日 (火)

格安オシロスコープで遊ぶ (3) コンデンサの充放電

20201013_1

 高校物理の教科書によく出てくる「コンデンサの充電曲線・放電曲線」をオシロスコープで見てみましょう。
20201013

 コンデンサと抵抗で,↑ こういう回路を作って,ファンクションジェネレータで左側から14Hzの矩形波を入れ,4.7μFのコンデンサの両端の電位差をオシロで観測します。
入力した矩形波はこんなやつ ↓ で,
20201013_2 コンデンサの両端の電位差は,こんな具合 ↓ に変化します。
20201013_3

 物理の教科書によく載ってるやつですね。
昨年度,岐阜の県立高校のすべての教室に液晶プロジェクタが設置されたので,このオシロを持っていけばすぐその場で見せることができるな(・∀・)

 この曲線は指数関数になってるんですが,そのあたりのことも以下に書いておきますから参考にしてください。
まずは,空っぽのコンデンサをEボルトの電池で充電する過程です。コンデンサの両端の電位差がVボルトね。
20101013_image1

 んで,次は放電の過程です。
20101013_image2

| |

«格安オシロスコープで遊ぶ (2)