コイルの性質が可視化される!イージーセンスを使ってみよう!

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電池とスイッチ、抵抗を使って簡単な回路を組んで、スイッチを入れると、
スイッチを入れた瞬間に回路には電流がパっと流れます。

しかし、ここにコイルを接続して、スイッチを入れると、
自己誘導という現象が起こり、電流がスイッチをいれてから
なだらかに電流値が増加していき、一定値になります。

その様子が教科書などでグラフで描かれているのですが、

ただしこの現象、瞬間的に起こる現象なので、電流計をつないでその様子を
確認しても、うまく観察することができません。

そこで今日の授業ではナリカのイージーセンスを使って
全体で電流の流れる様子をグラフで確認をしながら、実験しました。

今日はその実験について紹介します。

科学のレシピ

準備するもの:抵抗(10Ω)、電池2本(3V)、コイル(0.5H)、トグルスイッチ、イージーセンス(電流センサ)

イージーセンスは実験で簡単に使えるセンサー機器です。

PCに接続をして使うものを使って実験をしました。
プロジェクタにつなげば、生徒と確認をしながら実験をすることができます。

電子黒板につなぐと、なおさらよいですよね。

手順:

1 コイル、電池、抵抗、イージーセンス(電流センサ)をつないで回路を作る。

2 測定時間は2秒、測定間隔は500μsに設定

3 トリガー(起動するためのスイッチ)は50mAに設定。プレトリガーは50%としました(これにより、トリガーの入る前のデータを取得できます)

キャプチャ4

実験を行ってみると、次のようなグラフになりました。

キャプチャ1

スイッチをいれても、すぐにパット電流が流れていないのがわかりますね。
コイルを入れない場合と比べると、その違いがよくわかります。

こういった測定間隔の短い瞬間的な現象や、目に見えない力や電流などが可視化されるので、
センサー機器を使うと、身近に感じることができて、生徒の理解度も上がるようです。

みなさんはどのようなことにセンサーを使っていますか?
今後もいろいろと試していきたいと思います(^^)
ぜひいろいろと教えてください!

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プロフィール

桑子 研
桑子 研(くわこけん) 1981年群馬県生まれ。共立女子中学高等学校の理科教諭を務めるかたわら、サイエンストレーナーとして全国で実験教室やICT活用講演会を開いている。著書は『大人のための高校物理復習帳』(講談社)、『きめる!物理基礎』(学研)など科学啓蒙書・参考書・絵本など10冊。東京書籍の教科書編集委員・ナリカサイエンスアカデミー公認講師。

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