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2021年4月

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。

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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)

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 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。

/* 空中浮揚 Arduino NANO
ホールセンサ UGN3503
モータドライバ TA7291P */

void setup() {
pinMode(2,OUTPUT);
pinMode(3,OUTPUT);
ADCSRA = ADCSRA & 0xf8; // 分周比を決めるビット(ADPS2:0)を000へ
ADCSRA = ADCSRA | 0x04; // 分周比16(100)をセット
//ADCSRA = ADCSRA | 0x03; // 分周比4(010)をセット
}

void loop() {
//Serial.println(analogRead(0));
if (analogRead(0)>865 ){ // 小さくすると下へ下がる
digitalWrite(2,HIGH);
digitalWrite(3,LOW);
}else {
digitalWrite(2,LOW);
digitalWrite(3,HIGH);
}
}

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。

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