高校物理の実験シリーズ。教科書の内容とは少し外れますが、ダイオードを使って整流してみましょう。
必ず、電気の心得がある人と実施してね！
準備物：以下で提示する回路を組む材料（ダイオード、DCモーター、電源トランス、オシロスコープ等）
オシロスコープは基本的に高額ですが、廉価なものが出回っています。7000円で購入しました。ファンクションジェネレーターの機能もあります。
DSO-TC3 オシロスコープ
ダイオードは適当に整流用のを用意してください。モーターは直流のを使います（ミニ四駆のがいいです）。電源トランスは、安全のため、AC100VをAC6Vくらいに落とせるものを使います。
DCモーターは直流で動きます。ミニ四駆のモーターは3Vで動きます。まあ6Vくらいかけても大丈夫でしょう。AC6Vに直接つないで駆動すると、何やらガタガタ音はなりますが、回転しません。電流は流れているものの、正負が激しく交代するため、軸が回らないのです。そこで整流ダイオードを直列につないでみましょう。するとモーターはちゃんと回ります。
このように、世の中の部品は直流で動作するものが多く、交流電源では使い物にならないため、整流という操作が必要になるのです。
AC6V電源に、500Ωくらいの抵抗およびダイオードを直列に接続します。その抵抗の両端にオシロスコープの端子をつなぎましょう。
すると次のようになります。
ちょっと設定がいい加減で、最小値が-3.6Vと出てしまっていますが、実際は0Vです（写真内の数値は無視して下さい）。正弦波の「山」はそのままで、「谷」がなくなって0Vになっています。ダイオードのおかげです。
このような整流の仕方を半波整流といいます。
抵抗と並列にコンデンサーをつないでみましょう。例えば470μFとか（50以上がいいと思います）。すると
上の数値は無視して下さい。山になった後、減少のスピードが緩和されて、先ほどよりも電圧が安定して高水準に保たれます。これを平滑化といいます。コンデンサーを複数もっているならば、電気容量を変えてみるのも面白いです。平滑化の理論については微分方程式を使います。ネットで調べると詳しく勉強できます。
以上で、交流を直流に近いものに変換する基本が学べました。
他の実験はこちら：
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