Re: 電気伝導の公開実験−Ver.2
汐崎 と申します。
fj.engr.elecに投稿しましたが、反応が無いので投稿先を増やしました。
fj.engr.elec, fj.sci.physics, japan.handmade.electronics
なお:Fllowup-to: fj.enrg.elec としてみました。
また,文書を追加修正しておりまして,「電気伝導の公開実験−Ver.2」としまし
た。
#電気に関係している方ならば,多くの方がご興味があるのでは?
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テーマ名:電気伝導の公開実験
サブテーマ名:電気エネルギーは空間を伝わる?
#NHKで公開実験をしてもらいたいと思うのです。
もっと,煮詰めることが出来ればと思い投稿しました。
ご意見等をお願い出来ればと思います。(Ver.2)
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【引用】下記の,後カバーの文書から,引用しています。
講談社ブルーバックス B-436
「電波に強くなる やさしい電波技術入門」徳丸 仁(とくまる しのぶ)著
電気は2本の線に伝わるということは,。。。
電気が電波エネルギーとして2本の線の回りの空間を伝わって行く現象である
という表現になります。。。2本の線は,実は,単に電波を導く手段にすぎないので
す。
そこで,使用電波の波長に比べて極めて大きな金属版に小さな2個の穴をあけ,
そこに2本の銅線を通した構造を考えてみましょう。
2本の銅線に導かれた電波は金属板で反射されるため,
2本の線は金属版の向うまで続いていても,もはやそこに電流は流れなくなるので
す。
(参照:204ページ)」
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【周波数と波長,特性インピーダンスの復習】
光速度を,3x10^8 m/secとすると。v=fλから,
周波数f=100MHz(10^8Hz)の場合,波長は約λ=3m。
周波数f=80MHz ( 8^8Hz)の場合,波長は約λ=3.75m
【特性インピーダンス】
R+jwL |但し,それぞれ単位長当たりの
Zo=√------- [Ω] |R:抵抗,L:インダクタンス,
G;jwC |G:線間コンダクタンス,C:線間静電容量
特性インピーダンスが周波数に依らず実数となる条件:LG=VR
VHF用(リボン)フィーダ線の特性インピーダンス:300Ω
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【実験機材】
1.発信器:1Hzから100MHz程度まで(サイン波/方形波,デュテ−50%)を発生可
能
具体例: HP/Agilent Technologies(社)製 3250A: 1uHz-80MHz, Ro=50Ω, 10Vpp
2.2本の線:VHFフィーダ線を利用:特性インピーダンス(300Ω):追加工
3.金属版:銅版0.5t,3〜10m四方程度 :追加工
4.受信側:(1)終端抵抗(特性インピーダンス値の抵抗器300Ω)とオシロス
コープ
(2)LEDと抵抗器(*2:)(TVのデモ効果がねらい)
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【実験回路】
|銅版
┌────┐ ┌−−//−−[-<<-]−−//−−WWW−┐ ┌────┐
│オシロ │−−−−−−<R | R250Ω└−│発信器 │
│スコープ│−−−−−−>300Ω DSUBピン ┌−│(FG) │
└────┘ プローブ └−−//−−[-<<-]−−//−−---−┘ └────┘
|銅版
1)WWW抵抗器250Ωと,発信器主力抵抗50Ωの合計を
VHFフィーダ線特性インピーダンス300に合わせている。
2)受信側LEDの場合には,200Ω+LED(シリーズ接続)とする。
(LEDの内部抵抗を2V,20mAで約100Ωとみなしている。)
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【機材調整】
1)フィーダ線の加工:(穴を通して接続/切断可能にするため)
DSUBピンのオスピン/メスピン相当(バラで販売している)を利用して回路図
で示す様な接続可能な構造
2)銅版の穴加工:フィーダ線幅に合わせて2mmφ程度の穴加工
もし,銅版を分割して2枚構成とした場合には,実験時の銅版の接続には
胴タイト(3M社?)を利用できるかもしれない。
胴タイトは,銅箔テープ(凸凹している)に接着材を塗布したもの。
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【公開実験】TV受けすることを考慮
1)発信器は1Hzと80MHz又は連続して変化させる。
2)実験の効果は,受信側のオシロスコープ波形とLEDの点滅又は点灯で確認。
3)フィーダ線を銅版の穴を通す場合と,銅版が無い場合
上記が基本ですが,次の様な条件での実験もしたら良いと思われる
2,1 銅版の端にフィーダ線を置く方法(空間の約半分が銅版)
2.2 フィーダ線のケーブルを銅版上にはわした状態:
この場合,銅版の下面を水槽の上に置いた状態の方が効果があるかもしれな
い。
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# TVによる公開実験を前提に書いています。#
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