圧電ファンライト(Piezo Fan Light)



完成図
○こんな実験です
パタパタとうちわを扇ぐことにより,発電してLEDを点灯する,電池不要の環境に優しいライトを製作します。

○こんなことが学べます
電圧が発生する圧電の原理を体験できます。 また,廃棄の困難な乾電池を使わないため,環境に優しい,半永久的に使えるライトであることが分かります。

こんな仕組みです 
うちわの柄が曲がり,強制的に圧電素子をひずませます。その結果,プラス,マイナスの電荷が素子の表面に交互に発生(減衰振動する交流)します。2本の発光ダイオード(LED)の一方のプラス端子と他方のマイナス端子が接続してあるため,どちらかのLEDが光ります。


点灯のようす

圧電素子に加わった力により,振動電流が生じる
○準備しよう 
アクリル板(15×120×0.5mm),圧電ブザー,高輝度LED 2個,うちわ,セロハンテープ,はさみ,ラジオペンチ

○作ってみよう 
@ 厚さ0.5mmのアクリル板より,15×120mmの押さえ板をはさみで切り出します。
A 圧電ブザーより圧電素子を,はさみを使って取り出します。
B 回路図のように,2個の発光ダイオード(LED)の互いに正負側の足をまとめ,圧電素子のリード線を巻き付けます
C Bをうちわの柄にセロテープで固定します。このとき圧電素子は,一番曲がる部分に来るようにします。

厚さ0.5mmのアクリル板より,15×120mmの押さえ板をはさみで切り出す

はさみの刃の先でこじ開ける
○製作の注意
圧電素子の配線材は切れやすいので,強くひっぱらないようにしましょう。

○実験しよう
@ 固い机等に団扇の柄の先をコツコツと当て,LEDの点灯を確認します。
A 部屋を暗くし,うちわをパタパタと強く扇ぎ,LEDが点灯するか調べます

○こんなことができます。
LEDを増やしてみましょう。


○開発にあたって
2009年9月の京都教育大学での生涯学習講座用に開発しました。ハンダ付けをしなくてもいいようにしています。

穴からはさみを入れ,圧電素子を押し出す

柄に圧電素子をセットし,アクリル板を重ねてセロハンテープでとめる

長い方の脚と短い方の脚を組み合わせる
ねじった脚に,圧電素子のコードを巻き付ける

回路図
     
回路図の通りに組み立てる


LEDを増やしてみよう