オシロスコープでひたすら電気の動きを見る回。

前回に引き続き、今回も点火のお話をしていきます。
初めて使う機械が出てきたり、今までの経験が生きてくるような授業でした！

オシロスコープ
早速登場、初めて使用する機械です！
オシロスコープを使用し、実際に電気の動きを見ていきます。

写真右側がオシロスコープです。昔のパソコンみたいですね！
オシロスコープは電気の波形が画面上に映し出されるので、テスターで測るより電気の動きがより明確です。
使い分けとしてはオシロスコープは時間軸で見ることができるので配線の電気の流れをより詳しく見たいとき、テスターは導通や抵抗値を測りたいときに使うのかなという印象です。

ここで電圧や時間の表示を変えたりします。最初はそんなに大きな電圧は使わないので電圧5V、時間2msで測定することが多かったです。因みに車の基本は2msでそれ以下の0.5msなどは使わないとか…？
適当に50μSなどに設定して使用したことがありましたが確かにとっても見づらかったです…！
慣れるまで何が何だか分からなかったのですが、やっていくうちにそれぞれのボタンの使い方が分かってきました。

波形の調整をしていきます。
DC、AC、GNDの選択があるのですが、調節はGND(グランド)で行います。
GNDは基準電位との電位差がないことです。
実はまだ使い慣れていない頃、DCで調節を行ったのですがうまく波形が出てくれませんでした。

さっきから出てくるDCとAC。授業中、DCって何のことかわかりますかー？と先生に聞かれたのですが、思わずデジタルチャンネルと答えてしまいました。笑いは取れたので個人的に満足です笑
DCの正解は直流、ACは交流です。
2つの違いは簡単に言うと直流はプラスからマイナスに一定方向の電流、ACは周期的にプラスとマイナスが入れ替わります。車やバイクは直流です。

GNDに設定をして調節を行います。

線が斜めっているので調節していきます。

電圧や時間を調節して線を2本出します。

うねうねです。これも調節していきます。

ピーン
調節完了です！

次にデスビの装置と繋いでいきます。

赤と黒が気持ちいいです。

そしてボートのスイッチをONにして、電気を流し、波形を見ていきます！
ドキドキです！

きれいに出てきました！

次はデスビの回転を下げてみます。

時間を10msに変えています。
いい感じです！
回転が速い方が電圧が強いです！14Vくらいになっています。
元の電気は12Vなのになんでだろう？？と先生に聞いてみたところ、デスビ内で発電しているからだそうです。
デスビの原理はモーターと同じ、車の充電器、オルタネータもモーターと同じ。因みにオルタネータ回転時の充電電圧は13.5～14.5Vです。近い動きをしていて面白いなあと思いました！

次に回路を変えて繋げてみます。

ﾜｰ！

ﾜｰ！ﾜｰ！
抵抗とダイオードがいます。
ダイオードとは電気を一方通行にする役目があります。

きれいな直流電圧です。ダイオードがいることによってマイナスに行かないのでしょうか…？
聞き損ねちゃいました。
これは最大電圧6V、周期が8msです。

次にトランジスタを使って波形を取ってみます。
トランジスタの役割は信号の増幅とスイッチングです。
一定の電圧(0.7V以上)が加わるとスイッチが動く仕組みになっています。更にその微弱な電圧を拡大して流すことができるすごいやつなのです！

真ん中の黒いのがトランジスタです。

トランジスタの前後の電圧を測っています。
下の波形のへこんでいる?ところがトランジスタがONになっています。上の波形はONの時に電圧が最大になっています。OFFの時はちゃんと0.7V未満です。電気は見えないとよく言いますが、こうやって可視化されると不思議な気持ちになります。ちゃんと回路組めてたんだなあ…笑

次にトランジスタを2個にします。

色んな所から電気が来ていたり、アースに繋がったりしているので組んでいてわからなくなることが多々あった回路です。
大変良くないことにいつもは回路は赤黒気にせず適当に組んでしまうのですが、今回はさすがに難しくてちゃんと区別しながら組みました笑　線が足りなかった部分は…しょうがないですね笑
完成していざ測定！

？？？
電気が立ち上がろうとしているのは伝わるのですが何かが変です。
うーーーん。こちらもトランジスタ前後を測定したのですが明らかにトランジスタの波形ではないです。
先生とも回路を見直してみたのですが、回路は間違ってなさそうとのこと。
授業中に原因が分からなかったのであとは先生が見てくれることになりました。

原因はどうしてもわからず結局ボードを変え、先生が作ってくれた回路で計測することになりました。
個人的にはボードと配線の相性が悪かったんじゃないかなあと。線が結構むき出しだったりはしたので…。

気を取り直して測定してみましょう。

おおおおお！はっきりばっちりです！
上の波形、ねこちゃんみたいでかわいいです。
先ほどの失敗波形と比べてみましょう！

為ろうとして為れなかった感満載です。

次はついに火花を飛ばしてみましょう！

回路を変えて…。
この回路はトランジスタをボードに2個、デスビのボードに1個の計3個使用しています。

スイッチをONにします！

うおおお飛んでます！青い光が！！

スパーク飛んでて面白いのが、オシロスコープを見てみると画像上では見にくいのですが一瞬だけ電圧がすっごい画面ギリギリの上の方まで来て、そのあと振れながら電圧が落ち着いていきます。

　授業では火花を飛ばすまでが課題でした。
授業中、他にもトランジスタの仕組みはこうだから、こっちに大体何Vが来て…など電気の計算や周期や周波数の計算などなども行いました。計算とオシロスコープとの値が一致すると嬉しかったです！
更に、画像にはないのですがオシロスコープでコンセントを測ったのですが、ちゃんと交流の50Hzでした！！
電気はまだまだ分からないことがたくさんありますが可視化して理解を深められる私にとってとっても大事な授業でした！！