安全に実験をするためにライデン瓶の性能を調べてみる

ケン博士
サイエンストレーナーの桑子研です。 

プラスチックコップで作った #ライデン瓶 の電気容量を調べてみました。

1 ライデン瓶(古)

これは数年前に作った古いもの。少しアルミ箔も劣化している感じが見た目でわかります。プラスチックコップの電気容量は182pFでした。

2 ライデン瓶(新)

こちらは新しく作ったものです。

同じサイズですが、こちらは419pFでした。

静電気をためると、およそ10000Vくらいの電圧になるので、これを使って電気エネルギーを計算すると、

ライデン瓶(古)

ライデン瓶(新)

楽しい実験で終わらせるための #静電エネルギー が約20mJ(※)であるとのことなので、どちらもおよそ適していることがわかります。

実際に自分の体ですべて試してみました。

田中隆二・市川健二『産業安全研究所安全資料RIIS-SD-70-1』(労働省産業安全研究所)(※1)より

大人と子供、男子と女子で違うことに注意が必要です。またその日の湿度などのコンディションにも左右されるので、必ず教員等が実験をして安全なレベルを確かめてから、行うのが良いですね。

静また #感電体験 をする実験をするときには、ペースメーカーをいれている生徒や外傷などの怪我をしている生徒を除くなどの注意の他、電気容量にも気をつけたいものです。

※1 左巻健男、滝川洋二『たのしくわかる物理実験辞典』(東京書籍,1988)

巻末にある山本明利先生の記事

「商用交流で2mA、1秒程度なら絶対安全」を1つの拠り所として教育的なパルス電撃のエネルギー限界を求めてみると、

人体の抵抗を5kΩとすると、

W=Pt=(2×10^(-3))^2×5000=0.02J=20mJ

となる。

【特集】やめられなくなる!静電気実験

動画にて解説しました

静電気について動画にて解説しました。プリントをダウンロードしてご覧ください。

1章 電場と電位

静電気

箔検電器

電場

電位

電位の問題演習

一様な電場と電位

身近にあふれる不思議な電気の力!今回は静電気について見ていきましょう。

小テスト電場・電位  → 解答(PDF)

小テスト一様な電場 → 小テスト一様な電場

まとめ(静電気と電場・電位)

Geogebra電場・電位

・プリント(静電気)

プリント(箔検電器)

プリント(電場)

プリント(電位)

問題演習(電位問題)

プリント(一様な電場と電位)

Jam(静電気)

Jam(箔検電器)

Jam(電場)

Jam(電位)

Jam(問題電位)

Jam(一様)

 

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