コンデンサーに電気をためよう

高校物理の超簡単な実験シリーズ。コンデンサーは、その性能に応じて電気をためることができます。実際に貯まっていることを確かめてみましょう。実験の様子の写真が撮れたら掲載するかも。

まめしば
まめしば

定性的に、シンプルにやろう。電気を扱うので、慣れている人が必ず立ち会ってね!

準備

準備物:乾電池2本、電池ホルダー、クリップつきリード線、砲弾型赤色LED、アルミ電解コンデンサー(2mF以上)

赤色LEDを光らすのにちょうどよい電圧は2V程度なので、乾電池2本だと起電力が大きすぎますが、短時間(2~3秒)の通電なら大丈夫です(壊れる可能性もある…)。乾電池1本では電圧が不足するので仕方ないです。

LEDは安価な砲弾型なら1個10円くらいからあります。秋月電子とかで買いましょう。コンデンサは容量が大きいほどよいですが、私は2mFのアルミ電解コンデンサで実験成功しました。1個50円くらいから、秋月電子とかで買いましょう。

電池ホルダーを使って電池2本を直列につないでおきます。LEDが点灯するか、確認しておきます(+-間違えないで!)。この際、赤色LEDには過剰な電圧がかかりますので、2~3秒で通電を止めます。でないとアツアツになって壊れます。長時間光らせたいなら、抵抗をかませましょう。

なお、コンデンサに電気がたまっていることを確認するだけの実験なので、LEDでなくてもいいです(モーターとか)。乾電池の本数と兼ね合いで、適切なツールを用意してください。

充電しよう

電池とコンデンサをつないで充電します。アルミ電解コンデンサは極性があるので注意します。充電時間はよく分かりませんが、10秒くらいやっておけば問題なくできました。

2mFのコンデンサを用いる場合、満充電の電気量は$$Q=6\times 10^{-3}\mathrm{[C]}$$となります。

放電しよう

コンデンサを回路から外します。そしてコンデンサとLEDをつなぎましょう。すると、しばらくLEDは光ります!!

コンデンサの電圧は$$Q=CV$$により得られますので、通電して電気 $Q$ を消費していくと $V$ も低下します。よってLEDにかかる電圧は減少していき、だんだん暗くなります。

ほかの実験:

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