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おもしろ科学実験室(工学のふしぎな世界)

 

永久コマを作ろう(リードスイッチコマ)

 
2014年2月18日
群馬大学 理工学部 理工学系技術部

はじめに

電磁石とリードスイッチを使ってコマ(磁石)を回転させるとっても不思議な永久コマを作ろう。
リードスイッチがタイミングよく回路のスイッチを切ったりつないだりすることによって、電磁石とコマの磁力の吸引と反発を利用し、コマがどんどん加速して回り続けます。

【材料】

①片面2極型フェライト磁石、②竹串、③ボルト&ナット、
④LED、⑤リードスイッチ、⑥単三電池&電池ボックス、
⑦エナメル線(3m程度)、⑧紙やすり、⑨画用紙(台座用)、
⑩透明フィルム(OHPフィルムなど)、⑪プラスチックカップ

【使用する工具】

カッターナイフ、パンチ、ラジオペンチ、半田ごて、リード線、
スプーン(プラスチック製)、セロテープ、両面テープなど

 


作り方

コマを作る

フェライト磁石と竹串を使ってコマを作る。
カッターナイフを使って、竹串を25mmの長さに切り取り、紙やすりで先を丸くとがらせる。
次に、フェライト磁石は丸い印がある面を上にして、中央の穴に、切った竹串を通す。

竹串を切り取りコマを作る

竹串を磁石に固定してコマの出来上がり

電磁石を作る

ボルトにエナメル線を巻きつけて電磁石を作る。
その時、エナメル線の両端は10cm程度巻かないで残しておく。巻き終わったらほぐれないようにセロテープで巻いて、エナメル線の両端を紙やすりで表面を削る。

ボルトにエナメル線を巻く

両端の被覆を紙やすりで削る

台座を組み立てる

台座の図面

画用紙に右図のように描き、ハサミかカッターで切り取り、
折り目(山折、谷折)に従って組み立てて台座を作る。
両端を合わせてセロテープで止めて、最後にボルトを通す穴をパンチを使って
開ける。

台座の図面と組み立てた状態

台座を組み立てる

画用紙に下図のように描き、ハサミかカッターで切り取り、
折り目(山折、谷折)に従って組み立てて台座を作る。
両端を合わせてセロテープで止めて、最後にボルトを通す穴をパンチを使って
開ける。

台座の図面

台座の図面と組み立てた状態

リードスイッチ部を作る

コマに回転を与えるためのリードスイッチ部を作る。
LEDの足を下図のようにラジオペンチを使って、左右に90度曲げ、
リードスイッチの上に置き、 半田ゴテで半田付けを行う。

LEDとリードスイッチ

LEDの足を90度に曲げる

LEDとリードスイッチを半田付けする

ボルトを台座に固定する

組み立てた台座の穴に電磁石を通し、2個のナットで固定する。
その時、エナメル線を巻いた部分がプラスチックカップの中心に来るようにナットで調整する。
次に、リードスイッチを透明なフィルムに両面テープを使って固定して、更にボルトの中央に両面テープを使って貼り付ける。

台座に電磁石を固定する

リードスイッチを貼り付ける

電池ボックスを固定する

電池ボックスの裏側に、両面テープを貼り、台座に取り付ける。
その時に電池ボックスの赤線(+)を左になるようにする。

LEDは、足の長い方が+(プラス)、短い方がー(マイナス)となっている。

電池ボックスに両面テープを貼る

電池ボックスを台座に固定する

結線してテストする

リード線を使い、各線を繋いでテストを行う。
スプーンの上でコマを回し、電磁石の上でコマが回りつづけるかどうかテストを行う。その時、LEDが点滅しなければ結線をしなおしてみる。

リード線を使った結線

リード線の結線方法

半田づけを行う

テストがうまくいったら、各線を半田付けする。

半田付け完了

最後に、電池を電池ボックスに入れて、台座をプラスチックカップの中に入れ、フタをしてコマを回してみる、うまく回らない場合には、リードスイッチの付いた透明フィルムを電磁石に近づけたり、遠ざけたりする。

完成!!

注意

使い終わったら電池ボックスから電池を抜いておくこと。

永久コマ動作原理を知る!

永久コマ動作原理の説明

永久コマ動作原理の説明

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