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。
「ピンポン玉の静電気振り子」は静電気でピンポン玉を左右に動かす実験です。
ちょっとした仕組みで限りなく動き続けます。
(前半は片側接地方式、後半は正・負両電荷利用方式です。)
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。
一度抜いてから、縫い針の頭の方をピンポン玉に挿入します。
ピンポン玉の周囲には幅5mm程度のアルミテープを貼ります。
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 10cm×1.5cm×1.5cm 2本
・塩ビ板(硬質カードケース利用) 23cm×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、
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)
④3cm×15cmのアルミ箔を2つ折りにして、
1.5cm×15cmの帯を2本作ります。
発泡スチロールの柱に下の写真のように貼り付けます。
右の方が給電板、左の方が接地板となります。
⑤25cm幅のアルミ箔を長さ12cm程度に4回折っていき
さらに、半分に折りたたんで、計10枚重ねにしています。
⑥これを給電板の反対側の端にセロテープで貼り付けます。
⑦針の先端をネオジム磁石にくっつけてピンポン玉をぶら下げます。
（摩擦抵抗が少なく、よく動きます。）
（摩擦抵抗が少なく、よく動きます。）
給電板と接地板は、ピンポン玉から約1cm程度離れるように
アルミ箔を折り曲げます。
これで完成で～す！
＜やり方＞
(あらかじめ、塩ビ板をティッシュでこすっておくと効果的です)
(あらかじめ、塩ビ板をティッシュでこすっておくと効果的です)
①最初は23cm×15cm程度の塩ビ板でアルミ箔を10回程度こすります。
②塩ビ板を素早くアルミ箔から離すと
ピンポン玉がアルミ箔に引き寄せられて振り子運動を始めます。
ピンポン玉がアルミ箔に引き寄せられて振り子運動を始めます。
④しばらくすると動きが悪くなりますが
塩ビ板を乗せると また勢いよく動き始めます。
塩ビ板を乗せると また勢いよく動き始めます。
(乗せるだけで こすらなくてOKです。)
⑤しばらくするとまた動きが悪くなりますが
塩ビ板を素早くアルミ箔から離すと、また勢いよく動き始めます。
塩ビ板を素早くアルミ箔から離すと、また勢いよく動き始めます。
②～⑤を繰り返し行うことで、限りなく動き続けます。
＜注意する点＞
①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。
最初、塩ビ板でアルミ箔を１0回程度こすることで、
塩ビ板は負に、塩ビ板の下のアルミ箔は正に帯電します。(摩擦帯電)
摩擦帯電で帯電させると、塩ビ板とアルミ箔がくっついて
徐々にこすりにくくなってきます。
これはより多くの負電荷がアルミ箔から塩ビ板に移動して
ぴったりくっついてしまうからです。
塩ビ板とアルミ箔の電位差はこするにつれ大きくなりますが、
2つの物質が引きあっているだけなので、外には何の変化もありません。
お互いを引き離した時に、高い電圧が発生します。
例えば、ウールとアクリルなど別の素材の服を重ね着しているときには
服同士や体にまとわりつくことはあっても、
バチッっとくるのは、脱ぐとき(2枚を引き離すとき、又は体から離すとき)ですよね。
摩擦帯電で帯電させると、塩ビ板とアルミ箔がくっついて
徐々にこすりにくくなってきます。
これはより多くの負電荷がアルミ箔から塩ビ板に移動して
ぴったりくっついてしまうからです。
塩ビ板とアルミ箔の電位差はこするにつれ大きくなりますが、
2つの物質が引きあっているだけなので、外には何の変化もありません。
お互いを引き離した時に、高い電圧が発生します。
例えば、ウールとアクリルなど別の素材の服を重ね着しているときには
服同士や体にまとわりつくことはあっても、
バチッっとくるのは、脱ぐとき(2枚を引き離すとき、又は体から離すとき)ですよね。
今回の実験でも、最初10回程度こすっている間は
塩ビ板の負電荷とアルミ箔の正電荷が引きあっている状態で、
お互いを離した時に給電板に電荷が流れます。
その後は塩ビ板を置いたり離したりを繰り返すことで
限りなく動き続けます。
いずれ止まりそうな気もしますが
塩ビ板が大きく負に帯電したままであることに加え
塩ビ板が大きく負に帯電したままであることに加え
塩ビ板をアルミ箔に置いたときに発生する接触帯電や
離した時に発生する剥離帯電も生じることから
限りなく動き続けます。
尚、剥離帯電は素早く引き離すほど、大きく帯電します。
＜正・負両電荷利用方式＞
ここまでは左側を接地した状態で振り子を動かしましたが
次は左右で正・負が入れ替わるような仕組みにしてみました。
例えば、右が負のときには、左が正となり、
右が正のときには、左が負となるため、
揺れ幅も大きくすることが出来ます。
上との変更点は、
・柱を2cm角にしたこと(柱が細いと柱も揺れてしまうので)
・柱の間隔を10cmにしたこと、
・柱の上の塩ビ板14cm×2cm を2枚重ねにしたこと(1枚だとしなるので)
柱のアルミ箔の形状も少し変えてみました。(気まぐれで)
針も長めの約9cmを使っています。
長さ9cmの針はダイソーで販売されている、
「補修用針」に1本入っています。
左の接地していたアルミ箔の帯の上にも
アルミ箔10枚重ねを置いて、セロテープで貼り付けます。
＜やり方＞
①塩ビ板で右のアルミ箔を10回程度こすります。
②塩ビ板を素早くアルミ箔から離しても、
自動発進しないので、最初は手で揺らします。
③塩ビ板を左のアルミ箔の上に乗せます。
④塩ビ板を剥がしては、もう一方のアルミ箔へ置くことを繰り返します。
動きが悪くなってきたら、アルミ箔の上で少し塩ビ板をこすると、
また勢いよく動き始めます。
＜注意する点＞
①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。
ビデオが表示できない場合はYoutubeでご覧ください。
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。
素晴らしい工夫です。
返信削除ありがとうございます♪
削除そのように言って下さって嬉しいです。
いつも楽しい工作に感謝です。
返信削除工作説明 作動説明も親切でわかりやすいです、素晴らしアイデア満載！