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コンデンサー、抵抗、コイルの原理. A －１５ 5086 森田 章裕 P 5087 三好 香奈子 A 5089 山本 大輔 L 5090 桑澤 彰伍 D. 1. 目 的. 電気回路や電子回路の部品として使われるコンデンサーや抵抗、コイルの原理は、回路動作を理解する際の基礎。 しかし、これらは小型化され、外形から原理を予測するのは困難。 今回はこれら電子部品の大型模型を用いた実験を行い、その原理を学ぶ。. ２. 原 理. [A] 大型模型 ( １ ) コンデンサー
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コンデンサー、抵抗、コイルの原理 A－１５ 5086 森田 章裕 P 5087 三好 香奈子 A 5089 山本 大輔 L 5090 桑澤 彰伍 D 1
目 的 電気回路や電子回路の部品として使われるコンデンサーや抵抗、コイルの原理は、回路動作を理解する際の基礎。 しかし、これらは小型化され、外形から原理を予測するのは困難。 今回はこれら電子部品の大型模型を用いた実験を行い、その原理を学ぶ。 ２
原 理 [A] 大型模型 (１) コンデンサー C :容量 ε：誘電率 S :金属板の面積 ｄ ：絶縁膜の厚み (2) 抵抗 R ：抵抗 ｌ:導体の長さ ρ ：抵抗率 S：導体の断面積 (3) コイル L :インダクタンス u：透磁率 ｎ ：単位長さあたりの巻数 N ：コイルの巻数 ３
原 理Part 2 [B] 電子部品 （1） 抵抗 オームの法則より抵抗R ＝電圧V / 電流Iより、直列接続、並列接続の場合のそれぞれ抵抗R は、下記のようになる。 直列接続 → 並列接続 → (２) 容量 電荷 Q ＝容量 C ×電圧 Vであるから、直列接続、並列接続の場合のそれぞれの容量C は、下記のようになる。 直列接続 → 並列接続 → ４
[Ｂ] 部品を用いた実験 (１) ２個のコンデンサー それぞれの容量を測定し、並列・直列 に接続 した場合の合成容量をそれぞれ計算 。さらにそれ ら ２個のコンデンサーを並列・直列に接続した場合の容量 を測定し、計算値と比較。 (２) ２個の抵抗それぞれの抵抗値を測定し、並列・直列に接続 した場合の合成抵抗値をそれぞれ計算。さらにそれら ２個 の抵抗を並列・直列に接続した場合の抵抗値をそれぞれを 測定し、計算値と比較。 (３) ２個のコイルのインダクタンスを測定。 [Ａ] 大型模型を用いた実験(１) ２枚の銅板 でプラスチック板を挟んだ コンデンサー を作り、片方の銅板をずらして金属板間の対抗面積 を小さくし、その容量を ＬＣＲ メーターで測定。(２) ニクロム線の抵抗値を ＬＣＲ メーターの接続端子の 本数を変えて測定。(３) 巻き数の異なる端子間でのコイルのインダクタンス を ＬＣＲ メーターで測定。 方 法 ５
（２） 抵抗 （３） コイル 結 果 【Ａ】 大型模型 （１） コンデンサー ５ ６
（２）抵抗 （３）コンデンサー 直列 Ｒ＝Ｒ １＋Ｒ ２ ＝3.00 （ｋΩ） 並列 直列 ｃ ＝14．0 （ｎＦ） 並列 ｃ ＝ｃ １＋ｃ ２ ＝24.4＋32.8 ＝57.2 （ｎＦ） 結 果 【Ｂ】 電子部品 R = 0.67 (kΩ) （１）コイル インダクタンス Ｌ ＝４５４．０ （μＨ） ７
(2) 電子部品 ① 結果より、直列・並列それぞれにおける抵抗の測定値 と計算値が 一致する 桁数は、それぞれ ３桁、２ 桁となった。したがって、抵抗 の測定値と計算値がほぼ一致したので、この実験は正確に行なわ れたので、原理の式が成り立つと考える。 ② 結果より、直列・並列それぞれにおける容量の測定値 と 計算値が 一致する 桁数は、それぞれ ２ 桁、２ 桁となった。したがって、容量 の測定値と計算値がほぼ一致したので、この実験は正確に行なわ れたので、原理の式が成り立つと考える。 考 察 (1) 大型模型 ① 容量の測定値と対向電極面積の関係は、結果より電極の厚さが大 き く なると容量が小さくなるので、容量は厚さに反比例する。 ② 抵抗の測定値と端子間隔の関係は、結果より端子間隔が大きくなる と抵抗値が小さくなるので、抵抗は端子間隔に比例する。 ③ イングクタンスの測定値と巻数の関係は、巻数が増えるとイングクタ ンスの測定値が大きくなるので、イングクタンスは巻数に比例する。 ８
