2006年12月10日(日)愛知工業高校での例会の記録です。
前回の例会の伊藤さんの「ビー玉ツイスター」にならって、電球の傘を捜してきました。 傘の形の違いでビー玉や十円玉の動きがやや異なることも面白いですね。 大型の電球の傘があったら捨てずに取っておきましょう。 |
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ピアノ線を赤熱させた状態でフラスコの空気を抜きます。 すると、フラスコ内の真空度とピアノ線の抵抗値が相関するそうです。 これを利用して、真空度を測るピラニーゲージ真空計が市販されています。 温度とともに抵抗値が増加することが大事で、ニクロム線は温度変化が小さいので使えません。 測定にはいろいろな方法があるものですね。 |
ピラニーゲージ真空計の試作品です |
0.9mmのシャープペンシルの芯と0.5mmの芯に同じ電圧をかけると、どっちが明るいでしょうか。 単純に考えれば、抵抗の小さな方が電流が大きく消費電力が大きくなるから明るくなると思われます。同じ長さであれば、断面積の大きい方が抵抗が小さいので、0.9mmの芯の方が明るくなるという結論です。 やってみると確かに予想通りになります。でも最初に明るくなるのは細い方なんです。面白いですね。 川田さんは、芯の温度を求める式まで用意してくれましたが、時間がなくて説明できませんでした。 では問題です。 同じ太さで、Bと2Bの芯をつかったら、どちらの芯が明るく耀くでしょうか。 |
銅板でしっかりはさんで接触抵抗を減らします。 |
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子供でも安全に水ロケットを発射できる発射台を作りました。 塩ビパイプを獅子脅しのように回転できるようにして、中にペットボトルを入れます。 蝶ネジを固定して発射角を決めます。 後は空気入れで空気を入れていけば、OKです。 工作の難しい発射機構をつくらなくても大丈夫。 小さい子供に楽しんでもらうには安全性が絶対条件です。 |
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教科書では、交流回路が簡単に扱われていますが、共振現象については理解をしてもらいたいですね。 理論的にはややこしいですから、現象で体験しておきたいものです。 共振を見るには、電源の振動数を可変できなければなりませんが、パワーオシレーターは、この条件にピッタリ。 1Hz〜10kHzまでほほフラットな出力です。(豆電球が同じ明るさであることで確かめられます) L、Cと豆電球をつないで、電源の振動数を変えていきます。 振動数が低いときは点灯しません。 振動数が高いときにも点灯しません。 振動数が共振周波数近辺のときに点灯します。 LとCの値を変えれば、共振周波数が変わることを確認できます。 |
6Hzでは点灯しません。 |
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1000Hz近辺では点灯します。 |
9374Hzでも点灯しません。 |
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次は並列共振です。 回路に豆電球を4つ使うのが新しいアイデア。 電源の振動数が低いときは、Lとつながる豆電球が左側の豆電球の2倍近い明るさになります。(2倍の電流が流れていることが直感的に判る) 振動数が高いときは、Cとつながる豆電球が明るくなります。 振動数が共振周波数近辺のときには、左側の豆電球は点灯しないのに、L,Cにつながる豆電球は同じくらいに点灯します。 生徒は非常に不思議がるそうです。 不思議の追求こそ科学ですから、こんなことをきっかけに科学に目覚めてもらいたいですね。 |
振動数が低いときは直流に近い。 |
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LとCにつながる豆電球のみが光り、左側の電球は光らない。 |
振動数が大きいときはCのリアクタンスは小さい。 |
スピーカーの原理を説明する装置です。 どうせ作るなら楽しい物を作らねば、ということで顔つきのスピーカーになりました。 顔の輪郭がコイルになっています。 裏には磁石があります。 音を出すと、顔が震えます。面白いですね。 スピーカーをアンプの入力につないで、話し掛けるとマイクになります。 マイクとスピーカーの構造は原理的には同じであることがよくわかります。 |
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顔を近づけすぎですよ! |