簡素な発振回路によるワイヤレス電力伝送に関する理科教材の開発と分析

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  • カンソ ナ ハッシン カイロ ニ ヨル ワイヤレス デンリョク デンソウ ニ カンスル リカ キョウザイ ノ カイハツ ト ブンセキ

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抄録

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[要約] コイルを貫く磁束が変化することで起電力が生じる電磁誘導現象には,交通系ICカードやIH調理器など身近な応用例がある。これらは生徒にとってたいへん魅力的な技術であり,教室内で演示できればこの学習内容に興味を持たせることにつながる。筆者らは,ワイヤレス電力伝送技術を実現する発振回路を教材化する上で,中学校での理科教材として最も簡素な形であることを重視した。そこで,1個の乾電池,1対のコイル,1個の抵抗と1個のトランジスタという構成の「ブロッキング発振回路」を採用した。本報告では,実験装置の作成手順と完成例,動作原理を説明する。最後に,実際に作成した回路を実験により調べながら,抵抗値やコイルの巻き数を変更した場合の変化について報告する。

[SUMMARY] The electromagnetic induction phenomenon, in which an electromotive force is generated by changing the magnetic flux penetrating the coil, has familiar applications such as transportation IC cards and IH cookers. These are very attractive technologies for students, and if they can be demonstrated in the classroom, students will be interested in this content. In this research, we made a teaching resource with an oscillating circuit that displays the basic mechanism of wireless electricity transmission technology. In doing so, we stress the importance of using the simplest forms when using teaching materials for junior high school students. Hence, we adopted a "blocking oscillator circuit" consisting of one dry cell battery, a pair of coils, one resistor and one transistor. In this report, we will explain the procedure for creating the experimental equipment, a completed example, and the operating principle. Finally, we will report on the changes in the frequency and the collector voltage of the circuit when the resistance value and the number of coil turns are changed.

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