2016年1月15日金曜日

<静電気実験> 静電気モーター(フランクリンモーター) (正電荷・負電荷ともに利用)

ちょっと変わった静電気の実験方法を考案してみました。
塩ビ板とアルミ箔を直接摩擦し、塩ビ板を負にアルミ箔を正に帯電させて
正電荷・負電荷ともに利用するという仕掛けです。

今回一連の静電気実験

これらは全て正電荷・負電荷ともに利用して実験しています。

今回の「フランクリンモーター」は静電気でピンポン玉をモーターのように回す実験です。

フランクリンモーターをはじめ、静電気の装置を作るときには
電荷の通り道に発泡スチロールやプラスチック系のものを
使用することがポイントです。(接地極以外の部分)
絶縁体だからと言って、紙、木材、石などを使用すると電荷が うまく流れません。



①ピンポン玉の中心に長さ5cm以上の針を刺します。
(ここで利用したのは5.5cmのものです。)
この実験では、この作業が一番難しいかもしれないです。
2cm×1cmのアルミテープを4枚貼ります。
斜めに貼っていますが、真横に貼ってもOKです。
アルミテープ同士の間隔は1cm前後開けておきます。

ピンポン玉の中心に針を刺すのは
それなりの道具があればやりやすいのかも知れませんが
簡単に出来る方法として・・・


②材料を切り出します。長さは適当で構いません。
・カラーボード(発泡スチロール板でもOK) 30cm×15cm
・発泡スチロール棒 1.5cm角 長さ15cm 1本、針の長さに合わせたもの 2本
・塩ビ板(硬質カードケース利用) 25cm×15cm、10cm×1.5cm


③カラーボードの左の方に発泡スチロール棒を立てます。
(約7cmの間隔を置いて、両面テープで貼り付け)
柱の上には塩ビ板(10cm×1.5cm)を両面テープで貼ります。

④塩ビ板の中心の上下からネオジム磁石を
磁力でくっつけます。(N・S極はどちらでもOK)
カラーボードにはネオジム磁石1個をセロテープで貼り付けます。
ピンポン玉の針の尖った方を上にして磁石にくっつけます。
(摩擦抵抗が少なく、よく回ります。)
発泡スチロール棒の両横から、針を刺し 
針の先端とピンポン玉のアルミテープの間隔が2mm程度になるようにします。

⑤15cm×5cmのアルミ箔を2つ折りにして
幅2.5cmのものを下の写真のように山型にカットします。
放電は先が尖っている方が起こりやすためです。
これを1.5cm角、長さ15cmの発泡スチロール棒に両面テープで貼り付けます。
(以下 受電板とします。)

 ⑥これを両面テープでカラーボードに貼り付けます。

⑦受電板と針は幅1cm程度のアルミ箔で接続します。
(セロテープで貼り付け)

⑦もう一方の針にもアルミ箔を貼り付けます。
(以下 送電板)

⑧送電板の上に12cm×12cm程度のアルミ箔を
セロテープで貼り付けます。
(12cm×12cm程度のアルミ箔 数枚重ねてもいいかもしれません)

これで完成です!

<やり方>

①25cm×15cm程度の塩ビ板でアルミ箔を数回こすります。

②塩ビ板を素早く真上にアルミ箔から引き離し、
受電板に接近させると、クルクル回転します。



<注意する点>
塩ビ板を置くときはアルミ箔をすっぽり覆うように置く。

②塩ビ板をはがすときは真上に素早くはがす。(すべらすようにはがさない)

③湿度55%以下のところでやってみて下さい。


<2018年1月25日追記>
左側の受電板部分を、右側と同じようにすることで、
より簡単に作ることができます。





<2018年10月12日追記>
左右の針を使用せず、アルミホイルの帯にすると
回転しやすいかも知れません。



ビュンビュン回っているところです。

夏場(9月の湿度65%の日でもうまく回りました。)


これ以外の実験や工作も掲載していますので、
こちらも見てみて下さい。



16 件のコメント:

  1. chieさんはずっと前から凄い人だったんですね。時進日歩、素晴らしいです。

    返信削除
    返信
    1. 渡辺先生、ありがとうございます♪
      全く凄くなんてなくって、アクセクしながらやってます(^^;
      そんな中、この装置を思いついたときはめっちゃ嬉しかったです。
      この喜びがあるので、実験や工作はやめられないですね。、

      削除
    2. いやはや、本当に驚きだったのです。試したいchieさんの作品は山ほどあります。
      今朝、諏訪神社の月次祭に徒歩で行って、今日は雪片付けです。昼食後から始めます。

      削除
    3. 渡辺先生、おつかれさまです。やはり雪の方大変なのですね。
      お片付け、頑張って下さいね(^-^)/

      削除
  2. 凄いなぁと思いながら拝見させて頂いてます。
    これって例の写るんです改のコッククロフト電源でも回るのでしょうか?

    返信削除
    返信
    1. 見て下さって、ありがとうございます。
      コッククロフト電源を使用するときは、
      <2018年1月25日追記>の装置の両側の針に電極を繋げば回ると思います。
      コッククロフト電源だと、このような少し大きめのものも回すことが出来ましたヽ(^-^)/
      https://www.youtube.com/watch?time_continue=1&v=X1RxtDAnmtU

      削除
  3. さっき匿名で出してしまいました。。。
    とても勉強になります。ありがとうございます。
    興味深いとこいっぱいあって
    試してみたいものいくつもあります。

    これは最初に回転方向どちらかに回して勢いがついていれば
    その方向に回っていく。。。でよいですか?

    返信削除
    返信
    1. しんさん、ありがとうございます。
      そのように仰って下さって、嬉しいです(^-^)
      回転方向に関しては、おっしゃる通りです。

      削除
  4. 早速のお返事ありがとうございます。
    先のご回答の観覧車型?はもちろん拝見させて頂いております。
    あれもすごいです。
    塩ビ板の摩擦電気と写るんですコック、どちらが電圧が高いのか
    見当がつかないのでピンポンの方はどうなんだろうと思いまして。
    ピンポンの方は針を離してるので電荷が渡りにくいですよね?
    観覧車の方はブラシがクリップに接触させてるのでここだけ見ると
    観覧車の方が電圧低くても回るのかなぁと思ったりです。

    返信削除
    返信
    1. しんさん、コッククロフトの観覧車型の方も見て下さってたのですね。ありがとうございます。
      電圧はコッククロフトよりも静電気の方が高いと思います。確かに針放電は高電圧が必要ですが、
      こちらのハミルトン風車の場合は針放電で回せてるので
      https://eneene7.blogspot.com/2016/10/blog-post_86.html
      いけるような気がするのですが・・・?
      実際にやってないので、出来なかったらごめんなさい(^^;

      こちらの静電気モーターも本日付けの追記で書いたのですが
      ブラシ方式にした方が、回りやすいですね(^^;

      削除
  5. こんばんは。
    ピンポンモータの方の針電極、離していますけど
    目に見える放電があるわけじゃないんですよね。。。?

    そのハミルトンも拝見させて頂いてます、
    お金の掛からない、身の回りにあるようなもので
    高度な実験をさらっとこなす智恵先生、すごいです!

    返信削除
  6. ピンポンの塩ビ板の方が電圧がずっと高いから
    離した針でも回る。。。
    もし写るんですコックだと離した針では回らないのかな...?
    観覧車モータみたいに接触式にしないと回らない?
    そうそう、
    ピンポンモータのピンポンに貼ってるアルミ箔、
    ナナメに貼ってるのは意味があるのですか?
    縦、経線方向に細長いのを沢山張ったほうが常に
    近い距離で反発、引力が繰り返されて力強く回るのでしょうか...

    返信削除
    返信
    1. しんさん
      針電極は見えような放電ではありません。
      コッククロフトでも回るのでは?と思うのですがやってみないとなんとも言えないです。
      ピンポン球のアルミ箔、斜めの方が回転時の抵抗が少ないように思います。
      これも実際にやってみて、よく回る方法を模索されるのもいいかと思います。

      削除
  7. 智恵先生! おはようございます♪
    ありがとうございます、なるほど...

    だからぁ、、、自分で試してみたら?って言われてそうですが
    どうにも気になると聞かずにいられなくて。。。
    すみません...^^;

    返信削除
  8. それにしても、朝、早いですね! 

    返信削除
    返信
    1. しんさん、私も作る前や実験する前に色々と想定しながらやりますが、
      半分くらいは予想外の結果になってしまいます。
      まぁ、その方が以外で 面白いかも知れません。
      是非ぜひ、色々と作って、実験してみて下さいね。

      早寝早起き、よい おばはんです(笑)

      削除