Device for flying a coin/1円玉飛ばし装置の原理と実験

 


図4.1a:1円玉

 

 

 

図4.1b:コイル外観

(1)コンデンサ(80μF)の電気エネルギー
 直流V=300[V]で充電されたコンデンサC=80μFの電気エネルギーEcは、
 
である。(電池が新品のときは、V=348[V]にもなるが、平均すると300〜310[V]程度となる。)

(2)作成した空芯コイルのさまざまな定数を求める。
 図4.1の空芯コイルのインダクタンスを求めるため、使用した電線長をLwとし、空芯コイルの平均半径dと巻き数Nを求める。
平均半径dは、(内径p+外径q)/2を使い、


巻数N[回]は、(10m中、30cmは引き出し線とした。)

空芯コイルのインダクタンスLは、
A:長岡係数、a:半径、b:幅、N:巻き数、μS:比透磁率とすると、

で表わされる。
ここで、A:長岡係数、a=11mm、b=5mm、N=220回、μS=1を代入して、

このとき長岡係数Aは、A=0.346であるから


(3)コイルに流れる電流I
 空芯コイルのインダクタンスをL、電磁エネルギーをE、流れる電流をIとすると

コンデンサに蓄積されたエネルギーEがコイルに流入するので、
  E=E

が成り立つ。
よって、

即ち、

数値を代入して

したがって、コイルに流れる電流Iは66.9[A]となる。

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