電流が見える!コンデンサとイージーセンスの設定方法!NSA

コンデンサはもう小学校の理科の教科書にも登場している、メジャーな素子です。ぼくが小学生のころはコンデンサは載っていなかったと思います。でもこのコンデンサ、中学校ではなぜかまったくでてこないんですよね。そして少しして高校生になると、メインで登場してきます。

コンデンサを理解するコツは、コンデンサにたまっている電気量を想像したり、それがどこに移動をするのかを見極めることです。

でも、電気は目に見えませんから、目の前にあるコンデンサにはたしてどれだけ電気がたまっているのかはわかりません。またもしコンデンサにたまっている電気量がわかると、そのコンデンサの電気容量が、なんと計算をして求めることができてしまいます。

そんなコンデンサにたまった電気量を可視化できる装置が、センサー系の装置です。今日はぼくがおすすめするイージーセンスをつかったコンデンサの電気容量の求め方についてご紹介します。

科学のレシピ

用意するもの:

イージーセンス、電流センサ、抵抗(10Ω)、電池2本、コンデンサ(5.5V、1F)

方法:

1 コンデンサを充電します。

2 充電したコンデンサ、抵抗、電流センサを直列に接続をする準備をします。まだつないではいけません。

3 イージーセンスの画面は次のような設定です。

グラフを選びます。

測定時間を2分、測定間隔を100msにします。

トリガーを選び、40mAより大きいを選びます。

次に表示からY軸オプションを選びます。

Y軸の最小値を0、最大値を400mAに設定します。

これで完了です。あとはイージーセンスの測定ボタン(三角形のボタン)をおしてから、回路を接続すると、

リアルタイムに計測されていくので、少しずつ電流が放出されている様子がわかるのと、グラフの形がy=e^-xとなるところが面白いところです。

またイージーセンスではワンタッチで積分もすることができるので、このグラフの面積をすぐに求めることができます。求めると、このグラフの面積がコンデンサにたまっていた電気量Qということになります。面白いですよね。

こんな便利なイージーセンス、ぜひご活用ください。

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桑子 研(くわこけん)
 1981年群馬県生まれ。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10冊。