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

7.1 実験回路1の場合


7.2 実験回路2の場合



コイル1,2,3の飛距離の平均値をまとめると次の通りである。
表7.2(充電電圧330[V])


7.3 1円玉の抵抗値測定

 試料として1円玉を5個用意する。
(1)テスタによる測定
 テスタの端子を1円玉の両端に接触して測定する。
 表7.3 1円玉の抵抗値測定の結果

 平均値:0.2[Ω]


(2)電圧降下による測定
・安定化電源を2.00[V]に設定
・1円と10Ωの抵抗を直列に接続
・10Ωの両端の電圧を測定
  1.947[V]
・1円玉の抵抗Rcoinは
 Rcoin=Vcoin/I
    =(2.00−1.947)/0.1947
    =0.053/0.1947
    =0.272[Ω]
となる。
 したがって、(1)(2)いづれの方法でも1円玉の抵抗値は0.2〜0.3[Ω]ということになる。

7.4 1円玉の渦電流の計測
 1円玉に流れる電流は直接波形として見ることはできないので、1円玉の両端に電極を取り付け、コイル1に固定して、電圧波形として実測してみた。その波形が図7.4である。

 電圧発生からの時間を順にt1、t2、t3とした。いずれもほぼ同じ時間で0.3〜0.5[ms]程度である。さらによく見ると、1円玉に生じる電圧波形は減衰振動しているようだ。1円玉はコイルに固定されているので、t1の期間ではコイルに注入されたエネルギーにより渦電流が発生し、t2の期間では発生した磁場と逆方向に起電力が発生し、t3の期間ではまたもとの方向に起電力が発生し、という動作をその後も繰り返しながら、外部から注入されるエネルギーが無いので減衰していくことがわかる。電磁誘導法則そのままである。
ここで、7.3で求めた1円玉の抵抗の平均値=0.2[Ω]より、最初に発生する渦電流Icは          図7.4 1円玉に発生する電圧波形
Ic = 80[mV]/0.2[Ω]=0.4[A]
となる。


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