部品と材料
- マルチメーター、デジタルまたはアナログ
- 各種電池
- 発光ダイオード（ラジオシャックのカタログ# 276-026 または同等品）
- 小さな「趣味」のモータ, 永久磁石タイプ（ラジオシャックカタログ#273-223または同等品）
- Two jumper wires with “alligator clip” ends (Radio Shack catalog # 278-1156, 278-1157, or equivalent)
マルチメーターとは電圧、電流、抵抗が測定できる電気器具のことである。
デジタル・マルチメータは、デジタル時計のように電圧、電流、抵抗の量を数字で表示します。
アナログ・マルチメータは、印刷された目盛りの上を動く指針でこれらの量を表示します。
アナログ・マルチメーターはデジタル・マルチメーターよりも安価で、初めて電気を学ぶ人のための学習ツールとして有益な傾向があります。
デジタル・マルチメーターを購入する前にアナログ・マルチメーターを購入し、最終的にはこれらの実験のために両方の道具を揃えることを強くお勧めします。
クロスリファレンス
Lessons In Electric Circuits, Volume 1, chapter 1: “Basic Concepts of Electricity”
Lessons In Electric Circuits, Volume 1, chapter 8: “DC Metering Circuits”
ラーニング・オブジェクティブ
- How to measure voltage
- Characteristics of voltage.LVDS LEVO:
- 電圧の特徴：2点間に存在する電圧
イラスト
インストラクション
この本のすべての実験で、何らかの試験装置を使用して、直接見る、感じる、聞く、味わうまたは匂いを感じることができない電気の側面を計測することになります。
電気は、少なくとも少量であれば安全ですが、私たち人間の体には感じられません。
電気や電子機器の世界で最も基本的な「目」は、マルチメーターと呼ばれる機器です。
マルチメーターは、電圧、電流、抵抗などの電気特性の存在を示し、その量を測定します。
この実験では、電圧測定に慣れます。
電圧とは、導体中を動く電荷に動機を与える準備ができる電気「押す」力の測定値です。
科学用語では、単位電荷あたりの比エネルギーで、数学的には1ジュール/クーロンと定義されます。
これは流体システムにおける圧力に似ており、パイプを通して流体を動かす力で、ボルト（V）という単位で測定されます。
デジタル式の場合、小型の電池が必要です。
アナログ式の場合、電池がなくても電圧を測定できます。
オートレンジングメーターは、いくつかの選択スイッチ（ダイヤル）位置を持っているだけです。マニュアルレンジングメーターは、それぞれの基本的な量のためのいくつかの異なる選択位置を持っています：電圧のためのいくつか、電流のためのいくつか、および抵抗のためのいくつか。
オートレンジは通常より高価なデジタルメーターにのみ見られ、自動伝送が車のマニュアルミッションにあるようにマニュアルレンジにある。
オートレンジングメーターが測定される特定の量を表示するには最高の測定範囲を見つけて自動的に「ギアシフト」。
マルチメーターのセレクタースイッチを、最も値の高い「DCボルト」の位置にセットします。
オートレンジング・マルチメーターには、DC電圧の位置が1つしかない場合があり、その場合はその位置にスイッチをセットする必要があります。
赤いテストプローブを電池のプラス（＋）側に、黒いテストプローブを同じ電池のマイナス（-）側に接触させます。
これでメーターは何らかの指示を出してくれるはずです。
メーターの表示がマイナスであれば、バッテリーへのテストプローブの接続を逆にします（アナログメーターでは、マイナス値はポインタが右ではなく左にたわむことで示されます）。
メーターがマニュアルレンジタイプで、セレクタスイッチがハイレンジ位置に設定されている場合、表示は小さくなります。
アナログメーターの指針（針）がより大きく振れるか、デジタルメーターディスプレイの数字がよりアクティブになることで表示が強くなるはずです。
最良の結果を得るには、メーターを「オーバーレンジ」にしない最低レンジ設定にセレクタースイッチを動かしてください。
オーバーレンジのアナログメーターは、針がフルレンジのスケール値を超えて、スケールの右側にずっと強制されるので、「ペグ」であると言われています。
オーバーレンジのデジタルメーターは、時々「OL」の文字、または一連の破線を表示します。 この表示はメーカー固有のものです。
メーターのテストプローブを電池の片端に1本だけ接触させるとどうなるか？
指示を出すためにメーターはどのように電池に接続しなければならないか？
このことから電圧器の使用と電圧の本質について何がわかるか？
一点での電圧というのはあるのでしょうか。
複数のサイズの電池を測定し、マルチメーターで最適な電圧範囲を選択し、オーバーレンジせずに最大の指示を出す方法を学んでください。
次に、マルチメータを最も低い直流電圧範囲に切り替え、メータのテストプローブを発光ダイオード（LED）の端子（ワイヤーリード）に接触させます。
LEDは少量の電気で発光するように設計されていますが、LEDも光にさらされると、太陽電池と同じように直流電圧を発生させることがあります。
マルチメータを接続した状態でLEDを明るい光源に向け、メータの表示に注目してください：
バッテリは化学反応により電圧を発生させます。 しかし、LEDは電圧を生成するために内部の「燃料」に依存せず、むしろ光エネルギーを電気エネルギーに変換します。
LEDを照らす光がある限り、電圧を生成します。
エネルギー変換による電圧源のもう1つは発電機です。
「部品と材料」のリストにある小型電動機は、機械的な力で軸を回せば発電機として機能します。
電圧計（マルチメータ、「ボルト」機能付き）をLEDの端子と同じようにモータの端子につなぎ、指で軸を回します。
電圧計は針の動き（アナログ）または数値表示（デジタル）で電圧を示すはずです。
もし、両方のメータテストプローブをモータの端子に接続したまま、同時にシャフトを指で回転させるのが難しい場合は、次のようなワニ口クリップ「ジャンパー」ワイヤーを使用しても構いません:
電圧と発電機シャフトスピードの関係を判断する?
発電機の回転方向を逆にし、メーター表示の変化に注意してください。
シャフト回転を逆にすると、発電機が作る電圧の極性が変わります。
電圧計は針の方向（アナログ）または数値表示の符号（デジタル）で極性を示します。
赤のテストリードがプラス（＋）、黒のテストリードがマイナス（-）のとき、メーターは正常な方向の電圧を記録します。
印加電圧が逆極性（赤にマイナス、黒にプラス）の場合、メーターは「逆」と表示します。