2023年11月5日日曜日

自由落下の実験に使う落下装置(電磁石式)を試作してみた

 はじめに

自由落下の装置を使って鉄球の落下時間を測る実験をしているのですが

手動で鉄級を落としていると、あまりにばらつきが大きくて

実用になりません。

そこで、電磁石を使った落下装置を試作してみました。

落下装置のイメージ

  • 鉄球は、電磁石を使って吸着させる
  • 落下は、電磁石の電流を切って行う
  • 電源は、+5Vを使用する
  • 電磁石に流れる電流は、制限抵抗で対応

組み立てに必要な物

  1. ネジ M6 80mm  ソレノイドの中に入れる鉄心
  2. エナメル線 -.55mm 8m
  3. 電源ダイオード 逆起電力防止用
  4. 抵抗 5Ω 5W 電磁石の電流制限用
  5. スイッチ ON/OFF タイプ
  6. ダンボール 電磁石の取り付け用
  7. ダンボール箱 制御スイッチ取り付け







回路図



試作した物

    外観写真




    ソレノイドは、約50回ほど巻いてあります。


性能テスト

    ●電源:    5V

    ●抵抗値: 5Ω + 0.75Ω

    ●消費電流: 0.84A

     ●テストに使用した鉄球 

        直径: 8.7mm

        重さ:    3.5g

    ●電磁石の吸着

    上記の鉄球がやっと吸着できる


手直し

    電磁石の電流をオフにすると、ソレノイドの逆起電力がすごいので

    コイルに並列にダイオードを取り付けた


まとめ

自由落下装置の実験で、鉄球を落下させる性能が出たので

これで良しとする。


手作り電磁石の力をゼムクリップで計ってみた

手作りした電磁石があるので どのくらいの錘を吊り下げられるか 計ってみることにした 調べると、 バネ計りを使う方法などが紹介されているが 家にはないので、身近なもので試す。 大きなおもりの下にゼムクリップを ぶら下げていき、クリップが落ちた前が 限界とすると...