格安オシロスコープで遊ぶ (5) LC回路で電気振動

　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。

　
　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)。

　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。

　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。

　　

格安オシロスコープで遊ぶ (4) コイルの自己誘導

　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。

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)

　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。
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。

お次は，電源が0ボルトになった直後。

格安オシロスコープで遊ぶ (3) コンデンサの充放電

　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。

　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，
コンデンサの両端の電位差は，こんな具合 ↓ に変化します。

　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。

　んで，次は放電の過程です。

格安オシロスコープで遊ぶ (2)

　実は，オシロと同時にXR2206を使った格安のファンクションジェネレータ・キットも買ってました。
1Hz～1MHzの正弦波/三角波/矩形波が発振できる なかなかスゴイやつです。
　秋月電子のこれとかこれも持ってるんだけど，このキットは895円と格安だし，小さくてかわいいでしょう？

　サクっと組み立てて，昨日のオシロにつないでみました。
正弦波/三角波の出力はDCオフセットに乗っかってるので，これをカットするために0.1μFのコンデンサをつけてあります。オシロにACカップリングでつなげば要らないんですけどね。
　まあ性能はそれなりですが，高校物理の授業で使う程度ならこれで十分です。↓ 動画をご覧ください。

　　

格安オシロスコープで遊ぶ (1)

　Amazonで3,760円の１現象オシロ Quimat社の デジタル オシロスコープ DSO150（DSO1501）をポチりました。
オリジナルは 中国深圳のJYE Tech社の製品みたい。つまり僕が買ったのは，中華製品の中華製コピー品ってわけです(笑)
中身は同じなんだけど，ファームウェアのアップデートはできないようになってるようです。まあ多分やらないから大丈夫ですな。

　10年くらい前に秋月電子で買ったJYE TechのLCDオシロスコープキット(4,700円)と比べると ずいぶん性能アップしてて，これならホビー用途で十分使い物になると思います。

使い方を忘れそうなのでメモしておきます。
【電圧軸ゼロセット】
　試験信号出力(Test signal output)にプローブをつなぎ，CoupleをGNDに切り替えて V/DIVを3秒長押し。
【時間軸ゼロセット】
　SEC/DIVを3秒長押し。
【上下の位置調整】
　V/DIVボタンを2回押し，ADJダイヤルで調整。(ADJダイヤルを押してから回すと速く動く)
【左右(バッファ)の位置調整】
　SEC/DIVボタンを2回押し，ADJダイヤル調整。
【TRIGGERモード(SING)】
　TRIGGERボタンを押し，ADJダイヤルでSINGにセット。さらにTRIGGERボタンを押すと右の▲が水色に変わるので，ここでトリガレベルを指定する。さらにTRIGGERボタンを押すと，右側の矢印を水色の枠で囲むように切り替わるので，立ち上がりでトリガをかけるなら ↑ を，立ち下がりでトリガをかけるなら ↓ を選ぶ。
※50ms以上ではトリガがかからない。
【ステータスの表示/消去】
　OKボタン3秒長押し。
【画面save】
　SEC/DIVとADJボタン同時押し。
【画面Load】
　TRIGGERとADJボタン同時押し。
【リセット】
　SEC/DIVとTRIGGERボタンの同時3秒長押し。