【機械王の休日】お手軽実験:シャープペンの芯でアーク放電を試す

機械工作と科学装置
瞬間的にアーク放電
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初出:2019/10/08 Vol.349 機械王の休日:シャープペンの芯でアーク放電

POKA
POKA

さあ、楽しい楽しいアーク放電の時間だ! 各自閃光防御!!(バリバリバリバリバリ)

Joker
Joker

いやー、派手にやりましたね、POKA先生。

POKA
POKA

はっはっは。いや何、コレはともかく、お手軽にやるならシャープペンの芯でもアーク放電は試せるぞ。

Joker
Joker

なるほど・・・ところで、そこで黒焦げになってるくられ先生は今回は一体?

POKA
POKA

こう「いかにも」な、両手に端子持っての放電ポーズの撮影を頼まれたようなのだが・・・距離感を間違ったようでな。

Joker
Joker

ああー、電流が手の方に流れちゃったんですね・・・

POKA
POKA

面白い絵が撮れたと大絶賛だったので結果オーライだ!

くられ
黒焦げ狐

ゲホッ・・・そろそろこの手のオチやめない?

機械王の休日、第68回をお送りします。今回はPOKA先生のアーク放電講座です。放電と聞いてイメージするあの電極と電極の間でバチバチとするアレを、お手軽に手に入る「シャープペンシルの芯」を使ってやってみよう、という話になります。

POKA先生はシレッとやっておりますが、大変危険なので安易に真似はしないように、ご注意ください。

シャープペン芯アーク

シャープペンの芯に電流を流し、アーク放電を起こす実験は、比較的簡単にできます。このため、お手軽な実験としてよく知られており、ひょっとしたら見たことがある方もいるのではないでしょうか。

今回はこの何の変哲もない、0.5mmのシャープペン芯を使って、どの程度の電圧でアーク放電が起きるのかを確認してみました。

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実験準備

まずは実験のセッティングから。とはいっても簡単なもので、安定化電源に繋いだワニ口クリップでシャープペンの芯を固定するだけです。

片方は作業用の台座などにさらに固定しておくと良いでしょう。実験そのものは、電圧をかけた状態で芯の先端同士を接触させて行います。

接触部は高温になり、条件が揃うとアーク放電による強烈な閃光が発生するので、長時間の直視は危険です。それこそ、この閃光を防御するために、溶接用のマスクがあるわけですしね。

では、少しずつ電圧をかけて様子を見ていきましょう。

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レベル1:10V

まずは10Vの電圧をかけてみました。

10Vではアーク放電は起こらず、シャープペンの芯の先端のみが赤く光るに留まっています。まだまだ電圧不足だということなので、よりパワーをあげていきましょう。

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レベル2:20V

20Vまで電圧を上げてみます。

今度は瞬間的にアーク放電が起こり、強い光が発生しましたが、すぐに消えてしまいました。こうして写真で10Vの時と比較してみると、先ほどは先端部のみだった赤熱が芯全体に及んでいることが確認できます。

閃光が発生したのはごく短時間ですが、接触部分は高熱で針のように細くなってきます。

どうやらまだまだパワーが足りないみたいですね。よりパワみを増やしてやりましょう。

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レベル3:30V

というわけで、30Vまで電圧を上げて実験です。

30Vでは比較的簡単にアーク放電が起こります。この通り、写真では白飛びしてしまうほどの強い光が発生し、そしてパワーに耐えきれずに一瞬でシャープペンの芯が蒸発してしまいました。

ちと30Vではパワーが強すぎたようですね。もう少しだけ電圧が低い方が良い感じにアーク放電を観察できると思います。具体的には、24V・・・カーバッテリーを二つ直列にした程度がちょうど良さそうですね。

放電はロマンだ! しかし安全には気をつけると良いぞ、諸君!

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