圧電ライトを振ると,中のビー玉が圧電素子に当たって発電する |
○こんな実験です カシャカシャと円柱方向に振動させることにより,筒の中のビー玉が圧電素子にぶつかって発電し,発光ダイオード(LED)を点灯する,電池不要の自家発電によるライトを製作します。 ○こんなことが学べます 圧電素子を変形させると,電圧が発生する圧電の原理を体験できます。 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 水晶の単結晶やチタン酸バリウムなどは、力を受けて歪みを生じると,その表面に電荷が発生します。これを圧電効果と呼びます。圧電素子はこのような圧電材料を利用したものです。 ビー玉が圧電素子にあたると圧電素子が振動して伸びと縮みの振動が生じ,それに伴って圧電素子に正負の電荷が交互に表れ,交流の電圧が発生します。2個のLEDのプラス側とマイナス側を接続しているのは,交流のために2つのLEDを交互に発光させるためです。 |
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2006.1.21 理科大好きボランティア 賀露地区公民館にて |
同左。工作風景。鳥取環境大学の学生4名も参加 |
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○準備しよう 圧電素子,高輝度白色発光ダイオード 2個,ビー玉 2個,塩ビキャップ 2個,アクリルパイプ,半田ごて,半田,セロハンテープ,キラキラテープ(ダイソー),瞬間接着剤 ○作ってみよう @ 回路図のように,2個の発光ダイオード(LED)の互いに正負側をまとめ,圧電素子に半田付けします。 A ビー玉を塩ビキャップに入れ,圧電素子でふたをしてセロハンテープを数枚重ねて固定します。 B 圧電素子の半田とリード線が当たらないよう,また,LEDのリード線が当たらないよう,やすりで削っておきます。 C もう1つの塩ビキャップにビー玉を入れ,圧電素子に重ねてリード線とともにセロハンテープで固定します。 D LEDの周囲を囲うアクリルパイプを,瞬間接着剤ではりつけます。 E キラキラテープを巻きます。 |
材料一式 |
回路図 |
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先にビー玉を入れておく |
圧電素子で塩ビキャップにふたをする |
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○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よう。 ○使い方 カシャカシャと振ります。速く強く振動させるほど明るく光ります。 ○開発にあたって ビー玉をぶつけて光らせるライトはありますが,圧電素子の上下にビー玉を入れて,効率よく1個のときの2倍の回数でぶつかるようにし,より明るくなるように工夫しました。 |
半田とコードが通る部分はやすりで削っておく |
LEDの周囲を囲うアクリルパイプを瞬間接着剤ではりつける |
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みんなで記念写真を撮りました |