点灯の様子 |
○こんな実験です 圧電素子を5枚用い,ビー玉を圧電素子にぶつけて発電し,整流してコンデンサーに蓄え,振っていないときでも点灯する懐中電灯です。 平成23年度鳥取県発明展で,日本弁理士会会長奨励賞を受賞した作品です。 ○こんなことが学べます 圧電素子は衝撃を与えると電圧が発生します。この電圧で点灯します。緑の光の視認性の高さが分かります。 ○こんな仕組みです 圧電素子は,衝撃を与えると圧電物質の表面に誘電分極による高電圧が発生します。この電圧は交流で,LEDには極性(+−)がありますが,LEDの極性にあったときに点灯します。一つの圧電素子で50V以上発生します。5個の圧電素子を整流して並列接続し,電流を増やします。発生する電圧は高いので,LED20個点灯させています。 |
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○準備しよう 圧電素子5枚,高輝度緑LED20個,整流ブリッジダイオード,コンデンサ(50V,33μF),ビー玉(5個),ケース用プラスチック板(下敷き等),キラキラテープ,配線材,アルミ箔,半田,半田ごて ○作ってみよう @ LEDを20個直列に半田付けし,ケースにセットします。 A 圧電素子に配線材を半田付けし,ブリッジ整流ダイオードを通してLEDの脚に接続します。これを5組並列に接続し,コンデンサーを並列に接続します。 B ビー玉を圧電素子間に入れ,下敷き等を巻いて円筒にし,キラキラテープで固定シマス。ライト部分はアルミ箔を反射材に使用します。 ○使い方 数十回強く振ると点灯します。振るのをやめてもしばらく点灯したままになります。 ○感謝の言葉 シロイアソシエイツの城井氏に圧電素子の効果的使い方等,ご指導いただきました。ありがとうございました。 |
圧電発電のしくみ |
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内部を透かして見る。圧電素子でしきられた間にビー玉が見える |
圧電エコライト回路図 |
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日本弁理士会会長奨励賞(2011年鳥取県発明展)受賞 |
コンデンサーに充電するため,50回ほど振る | 緑色は最も視認性が高い |