見てわかる!イージーセンスで自己誘導を観察してみよう!

ケン博士
サイエンストレーナーの桑子研です。 

自己誘導を観察してみよう!

電気回路にコイルを組み込んでおくと、スイッチをON・OFFしたときに電流が一気に流れずに、ゆるやかに変化するという現象が置きます。これはコイルに急激に電流が流れるとコイルを貫く磁束の急激な変化を嫌い、コイルに逆起電力がはたらくという現象「自己誘導」がおこるためです。教科書にも載っていることなのですが、短い時間で起こるため電流計や電圧計では観察できません。

そんな自己誘導について、イージーセンスV-Hubを使って観察する方法についてまとめました。参考にしてみてくださいね。

科学のレシピ

準備するもの

抵抗(20Ω)×2、コイル(0.05H)、スイッチ、ブレッドボード、ジャンパーコード、単三電池×2+電池パック、イージーセンスV-Hub、電流センサ100mA(事前に電流センサ1Aで試して大丈夫なら、危ない場合は1Aの方を使いましょう)

イージーセンスV-HUB

方法

① 次のような回路を組みます。

電流計のところにイージーセンスの電流センサをはさみました。

回路についてはブレッドボードをつかって組んでみました。スイッチはプッシュスイッチを使います。

② イージーセンスの設定をします。

測定時間 500ms
測定間隔 500μs
トリガー 電流が15mAより大きい プレトリガー25%

③ イージーセンスで測定をはいじめたら、プッシュスイッチをおして回路に電流を流します。

結果

実験をしてみるとその瞬間に電流が変化せず、ゆっくりと変化することがよくわかります。

オーバーレイモードで、コイルを抵抗にして同じ測定をしてみました。コイルの場合と比べると、ONとOFFのときの電流の流れ方が異なることがよくわかりますね。

参考:

その他にも、次の回路図のような位置に電流センサを入れてみます。

この状態にして電流を流している状態からスイッチをきると、一瞬逆起電力が発生して、回路に電流が流れます。

この他にも電気振動の現象も面白いのでぜひお試しください。

センサーで可視化!電気振動を観察してみよう(V-Hub8)

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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。