センサーで可視化！電気振動を観察してみよう(V-Hub8)
サイエンストレーナーの桑子研です。
電気振動の様子を観察してみよう！
授業の中で、イージーセンスというセンサーソフトを使って電流・電圧の可視化実験を行いました。イージーセンスというのは実験系のセンサー機器で、様々な種類がありますが、ぼくがおすすめしたいのが最新のもので、値段もそんなに高くないのに手軽につかえてコストパフォーマンスの良い、この「V-Hub」という製品です。
V-Hubの良いところはBluetooth接続がiPadとできて、無線でデータをiPadに飛ばしてグラフ化できるところです。これがめちゃくちゃ便利！easysenseのiPhoneアプリも登場したので、より手軽に実験ができるようになりました。
今回紹介をするのは電気振動という現象で、コンデンサーとコイルを並列に接続して、スイッチをいれると、電荷がコンデンサーとコイルの間を行ったり来たりするという現象です。前々から電気振動について生徒の目にみえるような形で、実験をやりたいな〜！と思っていましたが、イージーセンスを使うことで見事！可視化することができました。こんなにきれいなグラフを得ることができます。
縦軸が電圧、横軸が時間です。いろいろな線がありますが、自己インダクタンスLを色々変えて、周期がかわることを確認しました。
減衰しつつも周期が一定の正弦波の様子がきれいにでていているのがわかりますね。また自己インダクタンスを小さいものにすると、周期も小さくなることがわかります。それでは実験方法の紹介です。
科学のレシピ
用意するもの
コンデンサー（１０μF等）、コイル（0.05H等）、ブレッド−ボード、ジャンパーコード、ワニ口、プッシュスイッチ、乾電池×２（３V)、電池パック、イージーセンスV-Hub、イージーセンス電圧センサ、iPad
※ コイルは他の実験でも使用しているものを流用しており、あまり意味はありません。またコンデンサーも１０μFでなくても可能です。
コイルはいろいろな自己インダクタンスのものを用意すると、インダクタンスの変化がつくので周期が違った面白い結果が得られます。
※ イージーセンスについてより詳しく知りたい方はこちらを御覧ください。また初めての方でイージーセンスの使い方について知らない方は、NSAなどで使い方をお伝えしていますので、もしよかったらご参加ください。
方法
動画にしてざっとまとめてみました。こちらの動画を見るのが一番速いかもしれません。
以下文章で説明しますね。
① 回路を組む
次のような回路を組みました。コンデンサはあらかじめ充電をしておき、スイッチをいれて電気振動を起こしました。
こちらが実際に組み立てた様子です。ブレッドボードを使用して、簡単に接続をしてみました。演示実験で使う程度であれば、ボードに刺したりで十分ですね。
② コンデンサを充電する
コンデンサを３Vの電圧で充電しました。
③ イージーセンスの設定をする
測定時間は50ms、測定間隔は50μｓで、データ数を１０００にしました。
開始トリガーは、３Vの電池で充電をしたので、基本的には電圧がある状態になっています。スイッチをおしたときに電気振動がおこり、電圧が低下することになるので、１Vを下回った時をトリガーとして、プレトリガーとしてその前の25％のデータを取得するという設定にしました。
③ コンデンサをセットして、スイッチを押すと記録されます。
記録後に連続で他のコイルを測定する場合には、オーバーレイをONにすると、上書きされます。
結果
このような振動が記録できます。
さらに追加で記録をするために、オーバーレイモードにして、別のコイルで同じように実験をすると、
周期がいろいろと変わっている様子がわかりますね。適宜これらはプロジェクタなどにつないで生徒全員で観察をするとおもしろいと思います。AppleTVがあるとこのように、センサー→iPad→AppleTV→プロジェクタとコードレスで共有できるのがすばらしいところです。
詳しくはこちらを御覧ください。教室でも行うことができました。
https://phys-edu.net/wp/?p=29446
本当なら各班で実験をしてみるのが良いのでしょうが、本校には全員分のイージーセンスがないので残念です。が、教員がもっておくだけで、演示実験ができるので、やはり１つはほしいところですよね。購入を検討してみてはいかがでしょうか。
＜イージーセンスV-Hubについて、詳しくはこちらからどうぞ。＞
なおイージーセンスを開発をしていのはイギリスのData Harvest社です。たまたま使い方を見せてほしいということで、社長のSteave Whitley さんが今年遊びに来てくれました。こちらはそのときの写真です。
Steave Whitley さんからセンサーを１つもらっちゃいました！うれしいです。
科学のタネを発信中！
ニュースレターを月１回配信しています。
[subscribe2]
フェイスブックページ（科学のネタ帳）の登録はこちらから
２月のイチオシ実験！梱包材で遊ぼう！
- 静電気の時期になってきました。子供と一緒に梱包材で盛り上がろう！→ やめられなくなる！静電気実験２０
テレビ番組等・科学監修等のお知らせ
- 2/9日（月）まで配信中 「月曜から夜更かし」（日本テレビ）にて科学監修・出演しました。Tverで2/9（月）まで配信中です。51分頃に始まる夜ふかし的ミステリーをご覧ください。
書籍のお知らせ
- 1/27 『見えない力と遊ぼう！電気・磁石・熱の実験』（工学社）を執筆しました。
- サクセス15 ２月号にて「浸透圧」に関する科学記事を執筆しました。
- 『大人のための高校物理復習帳』（講談社）…一般向けに日常の物理について公式を元に紐解きました。特設サイトでは実験を多数紹介しています。※増刷がかかり６刷となりました（2026/02/01）
- 『きめる!共通テスト 物理基礎 改訂版』（学研）… 高校物理の参考書です。イラストを多くしてイメージが持てるように描きました。授業についていけない、物理が苦手、そんな生徒におすすめです。特設サイトはこちら。
講師等・ショー・その他お知らせ
- 2/20（金）「生徒の進学希望実現支援事業」研究授業＠福井県立若狭高等学校 講師
- 3/20（金） 一般社団法人 日本理科教育学会 オンライン全国大会2026にて、「慣性の法則の概念形成を目指した探究的な学びの実践」について発表予定です。
- 7/18（土） 教員向け実験講習会「ナリカカサイエンスアカデミー」の講師をします。お会いしましょう。
- 10/10（土） サイエンスショー予定
- SNSでのお知らせ X(Twitter)／instagram／Facebook／BlueSky／Threads
Explore
- 楽しい実験…お子さんと一緒に夢中になれるイチオシの科学実験を多数紹介しています。また、高校物理の理解を深めるための動画教材も用意しました。
- 理科の教材… 理科教師をバックアップ！授業の質を高め、準備を効率化するための選りすぐりの教材を紹介しています。
- Youtube…科学実験等の動画を配信しています。
- 科学ラジオ …科学トピックをほぼ毎日配信中！AI技術を駆使して作成した「耳で楽しむ科学」をお届けします。
- 講演 …全国各地で実験講習会・サイエンスショー等を行っています。
- About …「科学のネタ帳」のコンセプトや、運営者である桑子研のプロフィール・想いをまとめています。
- お問い合わせ …実験教室のご依頼、執筆・講演の相談、科学監修等はこちらのフォームからお寄せください。
